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 extern struct 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 int 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 int 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 int 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 #ifdef CONFIG_SMP
 378         unsigned long h_load_throttle;
 379 #endif /* CONFIG_SMP */
 380 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 381
 382 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 383         struct list_head leaf_rt_rq_list;
 384 #endif
 385
 386         /*
 387          * This is part of a global counter where only the total sum
 388          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
 389          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
 390          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
 391          */
 392         unsigned long nr_uninterruptible;
 393
 394         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
 395         unsigned long next_balance;
 396         struct mm_struct *prev_mm;
 397
 398         u64 clock;
 399         u64 clock_task;
 400
 401         atomic_t nr_iowait;
 402
 403 #ifdef CONFIG_SMP
 404         struct root_domain *rd;
 405         struct sched_domain *sd;
 406
 407         unsigned long cpu_power;
 408
 409         unsigned char idle_balance;
 410         /* For active balancing */
 411         int post_schedule;
 412         int active_balance;
 413         int push_cpu;
 414         struct cpu_stop_work active_balance_work;
 415         /* cpu of this runqueue: */
 416         int cpu;
 417         int online;
 418
 419         struct list_head cfs_tasks;
 420
 421         u64 rt_avg;
 422         u64 age_stamp;
 423         u64 idle_stamp;
 424         u64 avg_idle;
 425 #endif
 426
 427 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 428         u64 prev_irq_time;
 429 #endif
 430 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 431         u64 prev_steal_time;
 432 #endif
 433 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
 434         u64 prev_steal_time_rq;
 435 #endif
 436
 437         /* calc_load related fields */
 438         unsigned long calc_load_update;
 439         long calc_load_active;
 440
 441 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 442 #ifdef CONFIG_SMP
 443         int hrtick_csd_pending;
 444         struct call_single_data hrtick_csd;
 445 #endif
 446         struct hrtimer hrtick_timer;
 447 #endif
 448
 449 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 450         /* latency stats */
 451         struct sched_info rq_sched_info;
 452         unsigned long long rq_cpu_time;
 453         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
 454
 455         /* sys_sched_yield() stats */
 456         unsigned int yld_count;
 457
 458         /* schedule() stats */
 459         unsigned int sched_count;
 460         unsigned int sched_goidle;
 461
 462         /* try_to_wake_up() stats */
 463         unsigned int ttwu_count;
 464         unsigned int ttwu_local;
 465 #endif
 466
 467 #ifdef CONFIG_SMP
 468         struct llist_head wake_list;
 469 #endif
 470 };
 471
 472 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
 473 {
 474 #ifdef CONFIG_SMP
 475         return rq->cpu;
 476 #else
 477         return 0;
 478 #endif
 479 }
 480
 481 DECLARE_PER_CPU(struct rq, runqueues);
 482
 483 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
 484 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
 485 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
 486 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
 487 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
 488
 489 #ifdef CONFIG_SMP
 490
 491 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
 492         rcu_dereference_check((p), \
 493                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
 494
 495 /*
 496  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
 497  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
 498  *
 499  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
 500  * preempt-disabled sections.
 501  */
 502 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
 503         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
 504                         __sd; __sd = __sd->parent)
 505
 506 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
 507
 508 /**
 509  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
 510  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
 511  *              be returned.
 512  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
 513  *              for the given cpu.
 514  *
 515  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
 516  */
 517 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
 518 {
 519         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
 520
 521         for_each_domain(cpu, sd) {
 522                 if (!(sd->flags & flag))
 523                         break;
 524                 hsd = sd;
 525         }
 526
 527         return hsd;
 528 }
 529
 530 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
 531 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
 532
 533 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
 534
 535 #endif /* CONFIG_SMP */
 536
 537 #include "stats.h"
 538 #include "auto_group.h"
 539
 540 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 541
 542 /*
 543  * Return the group to which this tasks belongs.
 544  *
 545  * We cannot use task_subsys_state() and friends because the cgroup
 546  * subsystem changes that value before the cgroup_subsys::attach() method
 547  * is called, therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
 548  *
 549  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
 550  * core changes this before calling sched_move_task().
 551  *
 552  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
 553  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
 554  */
 555 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 556 {
 557         return p->sched_task_group;
 558 }
 559
 560 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
 561 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 562 {
 563 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
 564         struct task_group *tg = task_group(p);
 565 #endif
 566
 567 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 568         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
 569         p->se.parent = tg->se[cpu];
 570 #endif
 571
 572 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 573         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
 574         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
 575 #endif
 576 }
 577
 578 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 579
 580 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
 581 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 582 {
 583         return NULL;
 584 }
 585
 586 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 587
 588 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 589 {
 590         set_task_rq(p, cpu);
 591 #ifdef CONFIG_SMP
 592         /*
 593          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
 594          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
 595          * per-task data have been completed by this moment.
 596          */
 597         smp_wmb();
 598         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 599 #endif
 600 }
 601
 602 /*
 603  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
 604  */
 605 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 606 # include <linux/static_key.h>
 607 # define const_debug __read_mostly
 608 #else
 609 # define const_debug const
 610 #endif
 611
 612 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
 613
 614 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
 615         __SCHED_FEAT_##name ,
 616
 617 enum {
 618 #include "features.h"
 619         __SCHED_FEAT_NR,
 620 };
 621
 622 #undef SCHED_FEAT
 623
 624 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
 625 static __always_inline bool static_branch__true(struct static_key *key)
 626 {
 627         return static_key_true(key); /* Not out of line branch. */
 628 }
 629
 630 static __always_inline bool static_branch__false(struct static_key *key)
 631 {
 632         return static_key_false(key); /* Out of line branch. */
 633 }
 634
 635 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
 636 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
 637 {                                                                       \
 638         return static_branch__##enabled(key);                           \
 639 }
 640
 641 #include "features.h"
 642
 643 #undef SCHED_FEAT
 644
 645 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
 646 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
 647 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
 648 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
 649 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
 650
 651 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 652 #define sched_feat_numa(x) sched_feat(x)
 653 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 654 #define numabalancing_enabled sched_feat_numa(NUMA)
 655 #else
 656 extern bool numabalancing_enabled;
 657 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
 658 #else
 659 #define sched_feat_numa(x) (0)
 660 #define numabalancing_enabled (0)
 661 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
 662
 663 static inline u64 global_rt_period(void)
 664 {
 665         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
 666 }
 667
 668 static inline u64 global_rt_runtime(void)
 669 {
 670         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
 671                 return RUNTIME_INF;
 672
 673         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
 674 }
 675
 676
 677
 678 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 679 {
 680         return rq->curr == p;
 681 }
 682
 683 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 684 {
 685 #ifdef CONFIG_SMP
 686         return p->on_cpu;
 687 #else
 688         return task_current(rq, p);
 689 #endif
 690 }
 691
 692
 693 #ifndef prepare_arch_switch
 694 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
 695 #endif
 696 #ifndef finish_arch_switch
 697 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
 698 #endif
 699 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
 700 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
 701 #endif
 702
 703 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
 704 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
 705 {
 706 #ifdef CONFIG_SMP
 707         /*
 708          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
 709          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
 710          * here.
 711          */
 712         next->on_cpu = 1;
 713 #endif
 714 }
 715
 716 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 717 {
 718 #ifdef CONFIG_SMP
 719         /*
 720          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
 721          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
 722          * finished.
 723          */
 724         smp_wmb();
 725         prev->on_cpu = 0;
 726 #endif
 727 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
 728         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
 729         rq->lock.owner = current;
 730 #endif
 731         /*
 732          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
 733          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
 734          * prev into current:
 735          */
 736         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
 737
 738         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
 739 }
 740
 741 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
 742 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
 743 {
 744 #ifdef CONFIG_SMP
 745         /*
 746          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
 747          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
 748          * here.
 749          */
 750         next->on_cpu = 1;
 751 #endif
 752         raw_spin_unlock(&rq->lock);
 753 }
 754
 755 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 756 {
 757 #ifdef CONFIG_SMP
 758         /*
 759          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
 760          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
 761          * finished.
 762          */
 763         smp_wmb();
 764         prev->on_cpu = 0;
 765 #endif
 766         local_irq_enable();
 767 }
 768 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
 769
 770
 771 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
 772 {
 773         lw->weight += inc;
 774         lw->inv_weight = 0;
 775 }
 776
 777 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
 778 {
 779         lw->weight -= dec;
 780         lw->inv_weight = 0;
 781 }
 782
 783 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
 784 {
 785         lw->weight = w;
 786         lw->inv_weight = 0;
 787 }
 788
 789 /*
 790  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
 791  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
 792  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
 793  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
 794  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
 795  * slice expiry etc.
 796  */
 797
 798 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
 799 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
 800
 801 /*
 802  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
 803  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
 804  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
 805  * that remained on nice 0.
 806  *
 807  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
 808  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
 809  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
 810  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
 811  * the relative distance between them is ~25%.)
 812  */
 813 static const int prio_to_weight[40] = {
 814  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
 815  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
 816  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
 817  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
 818  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
 819  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
 820  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
 821  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
 822 };
 823
 824 /*
 825  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
 826  *
 827  * In cases where the weight does not change often, we can use the
 828  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
 829  * into multiplications:
 830  */
 831 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
 832  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
 833  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
 834  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
 835  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
 836  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
 837  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
 838  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
 839  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
 840 };
 841
 842 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
 843 enum cpuacct_stat_index {
 844         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
 845         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
 846
 847         CPUACCT_STAT_NSTATS,
 848 };
 849
 850
 851 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
 852 #define for_each_class(class) \
 853    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
 854
 855 extern const struct sched_class stop_sched_class;
 856 extern const struct sched_class rt_sched_class;
 857 extern const struct sched_class fair_sched_class;
 858 extern const struct sched_class idle_sched_class;
 859
 860
 861 #ifdef CONFIG_SMP
 862
 863 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu);
 864 extern void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq);
 865
 866 #else   /* CONFIG_SMP */
 867
 868 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
 869 {
 870 }
 871
 872 #endif
 873
 874 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
 875 extern void sched_init_granularity(void);
 876 extern void update_max_interval(void);
 877 extern void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu);
 878 extern int update_runtime(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu);
 879 extern void init_sched_rt_class(void);
 880 extern void init_sched_fair_class(void);
 881
 882 extern void resched_task(struct task_struct *p);
 883 extern void resched_cpu(int cpu);
 884
 885 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
 886 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
 887
 888 extern void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq);
 889
 890 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
 891 #include <linux/cgroup.h>
 892 /* track cpu usage of a group of tasks and its child groups */
 893 struct cpuacct {
 894         struct cgroup_subsys_state css;
 895         /* cpuusage holds pointer to a u64-type object on every cpu */
 896         u64 __percpu *cpuusage;
 897         struct kernel_cpustat __percpu *cpustat;
 898 };
 899
 900 extern struct cgroup_subsys cpuacct_subsys;
 901 extern struct cpuacct root_cpuacct;
 902
 903 /* return cpu accounting group corresponding to this container */
 904 static inline struct cpuacct *cgroup_ca(struct cgroup *cgrp)
 905 {
 906         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpuacct_subsys_id),
 907                             struct cpuacct, css);
 908 }
 909
 910 /* return cpu accounting group to which this task belongs */
 911 static inline struct cpuacct *task_ca(struct task_struct *tsk)
 912 {
 913         return container_of(task_subsys_state(tsk, cpuacct_subsys_id),
 914                             struct cpuacct, css);
 915 }
 916
 917 static inline struct cpuacct *parent_ca(struct cpuacct *ca)
 918 {
 919         if (!ca || !ca->css.cgroup->parent)
 920                 return NULL;
 921         return cgroup_ca(ca->css.cgroup->parent);
 922 }
 923
 924 extern void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
 925 #else
 926 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
 927 #endif
 928
 929 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 930 static inline u64 steal_ticks(u64 steal)
 931 {
 932         if (unlikely(steal > NSEC_PER_SEC))
 933                 return div_u64(steal, TICK_NSEC);
 934
 935         return __iter_div_u64_rem(steal, TICK_NSEC, &steal);
 936 }
 937 #endif
 938
 939 static inline void inc_nr_running(struct rq *rq)
 940 {
 941         rq->nr_running++;
 942 }
 943
 944 static inline void dec_nr_running(struct rq *rq)
 945 {
 946         rq->nr_running--;
 947 }
 948
 949 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
 950
 951 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
 952 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
 953
 954 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
 955
 956 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
 957 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
 958 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
 959
 960 static inline u64 sched_avg_period(void)
 961 {
 962         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
 963 }
 964
 965 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 966
 967 /*
 968  * Use hrtick when:
 969  *  - enabled by features
 970  *  - hrtimer is actually high res
 971  */
 972 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
 973 {
 974         if (!sched_feat(HRTICK))
 975                 return 0;
 976         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
 977                 return 0;
 978         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
 979 }
 980
 981 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
 982
 983 #else
 984
 985 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
 986 {
 987         return 0;
 988 }
 989
 990 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
 991
 992 #ifdef CONFIG_SMP
 993 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
 994 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
 995 {
 996         rq->rt_avg += rt_delta;
 997         sched_avg_update(rq);
 998 }
 999 #else
1000 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1001 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1002 #endif
1003
1004 extern void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period);
1005
1006 #ifdef CONFIG_SMP
1007 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1008
1009 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1010
1011 /*
1012  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1013  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1014  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1015  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1016  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1017  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1018  */
1019 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1020         __releases(this_rq->lock)
1021         __acquires(busiest->lock)
1022         __acquires(this_rq->lock)
1023 {
1024         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1025         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1026
1027         return 1;
1028 }
1029
1030 #else
1031 /*
1032  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1033  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1034  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1035  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1036  * regardless of entry order into the function.
1037  */
1038 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1039         __releases(this_rq->lock)
1040         __acquires(busiest->lock)
1041         __acquires(this_rq->lock)
1042 {
1043         int ret = 0;
1044
1045         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1046                 if (busiest < this_rq) {
1047                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1048                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1049                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1050                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1051                         ret = 1;
1052                 } else
1053                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1054                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1055         }
1056         return ret;
1057 }
1058
1059 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1060
1061 /*
1062  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1063  */
1064 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1065 {
1066         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1067                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1068                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1069                 BUG_ON(1);
1070         }
1071
1072         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1073 }
1074
1075 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1076         __releases(busiest->lock)
1077 {
1078         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1079         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1080 }
1081
1082 /*
1083  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1084  *
1085  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1086  * you need to do so manually before calling.
1087  */
1088 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1089         __acquires(rq1->lock)
1090         __acquires(rq2->lock)
1091 {
1092         BUG_ON(!irqs_disabled());
1093         if (rq1 == rq2) {
1094                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1095                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1096         } else {
1097                 if (rq1 < rq2) {
1098                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1099                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1100                 } else {
1101                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1102                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1103                 }
1104         }
1105 }
1106
1107 /*
1108  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1109  *
1110  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1111  * you need to do so manually after calling.
1112  */
1113 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1114         __releases(rq1->lock)
1115         __releases(rq2->lock)
1116 {
1117         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1118         if (rq1 != rq2)
1119                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1120         else
1121                 __release(rq2->lock);
1122 }
1123
1124 #else /* CONFIG_SMP */
1125
1126 /*
1127  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1128  *
1129  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1130  * you need to do so manually before calling.
1131  */
1132 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1133         __acquires(rq1->lock)
1134         __acquires(rq2->lock)
1135 {
1136         BUG_ON(!irqs_disabled());
1137         BUG_ON(rq1 != rq2);
1138         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1139         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1140 }
1141
1142 /*
1143  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1144  *
1145  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1146  * you need to do so manually after calling.
1147  */
1148 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1149         __releases(rq1->lock)
1150         __releases(rq2->lock)
1151 {
1152         BUG_ON(rq1 != rq2);
1153         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1154         __release(rq2->lock);
1155 }
1156
1157 #endif
1158
1159 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1160 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1161 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1162 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1163
1164 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1165 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq, struct rq *rq);
1166
1167 extern void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled);
1168
1169 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1170 enum rq_nohz_flag_bits {
1171         NOHZ_TICK_STOPPED,
1172         NOHZ_BALANCE_KICK,
1173         NOHZ_IDLE,
1174 };
1175
1176 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1177 #endif
1178
1179 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1180
1181 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1182 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1183
1184 #ifndef CONFIG_64BIT
1185 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1186
1187 static inline void irq_time_write_begin(void)
1188 {
1189         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1190         smp_wmb();
1191 }
1192
1193 static inline void irq_time_write_end(void)
1194 {
1195         smp_wmb();
1196         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1197 }
1198
1199 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1200 {
1201         u64 irq_time;
1202         unsigned seq;
1203
1204         do {
1205                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1206                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1207                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1208         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1209
1210         return irq_time;
1211 }
1212 #else /* CONFIG_64BIT */
1213 static inline void irq_time_write_begin(void)
1214 {
1215 }
1216
1217 static inline void irq_time_write_end(void)
1218 {
1219 }
1220
1221 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1222 {
1223         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1224 }
1225 #endif /* CONFIG_64BIT */
1226 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
1227