sched, vmlinux.lds: Increase STRUCT_ALIGNMENT to 64 bytes for GCC-4.9
[linux-2.6-microblaze.git] / 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 #include <asm-generic/vmlinux.lds.h>
71
72 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
73 # include <asm/paravirt.h>
74 #endif
75
76 #include "cpupri.h"
77 #include "cpudeadline.h"
78
79 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
80 # define SCHED_WARN_ON(x)       WARN_ONCE(x, #x)
81 #else
82 # define SCHED_WARN_ON(x)       ({ (void)(x), 0; })
83 #endif
84
85 struct rq;
86 struct cpuidle_state;
87
88 /* task_struct::on_rq states: */
89 #define TASK_ON_RQ_QUEUED       1
90 #define TASK_ON_RQ_MIGRATING    2
91
92 extern __read_mostly int scheduler_running;
93
94 extern unsigned long calc_load_update;
95 extern atomic_long_t calc_load_tasks;
96
97 extern void calc_global_load_tick(struct rq *this_rq);
98 extern long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq, long adjust);
99
100 /*
101  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
102  */
103 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
104
105 /*
106  * Increase resolution of nice-level calculations for 64-bit architectures.
107  * The extra resolution improves shares distribution and load balancing of
108  * low-weight task groups (eg. nice +19 on an autogroup), deeper taskgroup
109  * hierarchies, especially on larger systems. This is not a user-visible change
110  * and does not change the user-interface for setting shares/weights.
111  *
112  * We increase resolution only if we have enough bits to allow this increased
113  * resolution (i.e. 64-bit). The costs for increasing resolution when 32-bit
114  * are pretty high and the returns do not justify the increased costs.
115  *
116  * Really only required when CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED=y is also set, but to
117  * increase coverage and consistency always enable it on 64-bit platforms.
118  */
119 #ifdef CONFIG_64BIT
120 # define NICE_0_LOAD_SHIFT      (SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT + SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
121 # define scale_load(w)          ((w) << SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
122 # define scale_load_down(w) \
123 ({ \
124         unsigned long __w = (w); \
125         if (__w) \
126                 __w = max(2UL, __w >> SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT); \
127         __w; \
128 })
129 #else
130 # define NICE_0_LOAD_SHIFT      (SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
131 # define scale_load(w)          (w)
132 # define scale_load_down(w)     (w)
133 #endif
134
135 /*
136  * Task weight (visible to users) and its load (invisible to users) have
137  * independent resolution, but they should be well calibrated. We use
138  * scale_load() and scale_load_down(w) to convert between them. The
139  * following must be true:
140  *
141  *  scale_load(sched_prio_to_weight[USER_PRIO(NICE_TO_PRIO(0))]) == NICE_0_LOAD
142  *
143  */
144 #define NICE_0_LOAD             (1L << NICE_0_LOAD_SHIFT)
145
146 /*
147  * Single value that decides SCHED_DEADLINE internal math precision.
148  * 10 -> just above 1us
149  * 9  -> just above 0.5us
150  */
151 #define DL_SCALE                10
152
153 /*
154  * Single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
155  */
156 #define RUNTIME_INF             ((u64)~0ULL)
157
158 static inline int idle_policy(int policy)
159 {
160         return policy == SCHED_IDLE;
161 }
162 static inline int fair_policy(int policy)
163 {
164         return policy == SCHED_NORMAL || policy == SCHED_BATCH;
165 }
166
167 static inline int rt_policy(int policy)
168 {
169         return policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR;
170 }
171
172 static inline int dl_policy(int policy)
173 {
174         return policy == SCHED_DEADLINE;
175 }
176 static inline bool valid_policy(int policy)
177 {
178         return idle_policy(policy) || fair_policy(policy) ||
179                 rt_policy(policy) || dl_policy(policy);
180 }
181
182 static inline int task_has_idle_policy(struct task_struct *p)
183 {
184         return idle_policy(p->policy);
185 }
186
187 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
188 {
189         return rt_policy(p->policy);
190 }
191
192 static inline int task_has_dl_policy(struct task_struct *p)
193 {
194         return dl_policy(p->policy);
195 }
196
197 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
198
199 static inline void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
200 {
201         s64 diff = sample - *avg;
202         *avg += diff / 8;
203 }
204
205 /*
206  * !! For sched_setattr_nocheck() (kernel) only !!
207  *
208  * This is actually gross. :(
209  *
210  * It is used to make schedutil kworker(s) higher priority than SCHED_DEADLINE
211  * tasks, but still be able to sleep. We need this on platforms that cannot
212  * atomically change clock frequency. Remove once fast switching will be
213  * available on such platforms.
214  *
215  * SUGOV stands for SchedUtil GOVernor.
216  */
217 #define SCHED_FLAG_SUGOV        0x10000000
218
219 static inline bool dl_entity_is_special(struct sched_dl_entity *dl_se)
220 {
221 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL
222         return unlikely(dl_se->flags & SCHED_FLAG_SUGOV);
223 #else
224         return false;
225 #endif
226 }
227
228 /*
229  * Tells if entity @a should preempt entity @b.
230  */
231 static inline bool
232 dl_entity_preempt(struct sched_dl_entity *a, struct sched_dl_entity *b)
233 {
234         return dl_entity_is_special(a) ||
235                dl_time_before(a->deadline, b->deadline);
236 }
237
238 /*
239  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
240  */
241 struct rt_prio_array {
242         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
243         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
244 };
245
246 struct rt_bandwidth {
247         /* nests inside the rq lock: */
248         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
249         ktime_t                 rt_period;
250         u64                     rt_runtime;
251         struct hrtimer          rt_period_timer;
252         unsigned int            rt_period_active;
253 };
254
255 void __dl_clear_params(struct task_struct *p);
256
257 /*
258  * To keep the bandwidth of -deadline tasks and groups under control
259  * we need some place where:
260  *  - store the maximum -deadline bandwidth of the system (the group);
261  *  - cache the fraction of that bandwidth that is currently allocated.
262  *
263  * This is all done in the data structure below. It is similar to the
264  * one used for RT-throttling (rt_bandwidth), with the main difference
265  * that, since here we are only interested in admission control, we
266  * do not decrease any runtime while the group "executes", neither we
267  * need a timer to replenish it.
268  *
269  * With respect to SMP, the bandwidth is given on a per-CPU basis,
270  * meaning that:
271  *  - dl_bw (< 100%) is the bandwidth of the system (group) on each CPU;
272  *  - dl_total_bw array contains, in the i-eth element, the currently
273  *    allocated bandwidth on the i-eth CPU.
274  * Moreover, groups consume bandwidth on each CPU, while tasks only
275  * consume bandwidth on the CPU they're running on.
276  * Finally, dl_total_bw_cpu is used to cache the index of dl_total_bw
277  * that will be shown the next time the proc or cgroup controls will
278  * be red. It on its turn can be changed by writing on its own
279  * control.
280  */
281 struct dl_bandwidth {
282         raw_spinlock_t          dl_runtime_lock;
283         u64                     dl_runtime;
284         u64                     dl_period;
285 };
286
287 static inline int dl_bandwidth_enabled(void)
288 {
289         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
290 }
291
292 struct dl_bw {
293         raw_spinlock_t          lock;
294         u64                     bw;
295         u64                     total_bw;
296 };
297
298 static inline void __dl_update(struct dl_bw *dl_b, s64 bw);
299
300 static inline
301 void __dl_sub(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw, int cpus)
302 {
303         dl_b->total_bw -= tsk_bw;
304         __dl_update(dl_b, (s32)tsk_bw / cpus);
305 }
306
307 static inline
308 void __dl_add(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw, int cpus)
309 {
310         dl_b->total_bw += tsk_bw;
311         __dl_update(dl_b, -((s32)tsk_bw / cpus));
312 }
313
314 static inline bool __dl_overflow(struct dl_bw *dl_b, unsigned long cap,
315                                  u64 old_bw, u64 new_bw)
316 {
317         return dl_b->bw != -1 &&
318                cap_scale(dl_b->bw, cap) < dl_b->total_bw - old_bw + new_bw;
319 }
320
321 /*
322  * Verify the fitness of task @p to run on @cpu taking into account the
323  * CPU original capacity and the runtime/deadline ratio of the task.
324  *
325  * The function will return true if the CPU original capacity of the
326  * @cpu scaled by SCHED_CAPACITY_SCALE >= runtime/deadline ratio of the
327  * task and false otherwise.
328  */
329 static inline bool dl_task_fits_capacity(struct task_struct *p, int cpu)
330 {
331         unsigned long cap = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
332
333         return cap_scale(p->dl.dl_deadline, cap) >= p->dl.dl_runtime;
334 }
335
336 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
337 extern int  sched_dl_global_validate(void);
338 extern void sched_dl_do_global(void);
339 extern int  sched_dl_overflow(struct task_struct *p, int policy, const struct sched_attr *attr);
340 extern void __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr);
341 extern void __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr);
342 extern bool __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr);
343 extern bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr);
344 extern int  dl_task_can_attach(struct task_struct *p, const struct cpumask *cs_cpus_allowed);
345 extern int  dl_cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur, const struct cpumask *trial);
346 extern bool dl_cpu_busy(unsigned int cpu);
347
348 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
349
350 #include <linux/cgroup.h>
351 #include <linux/psi.h>
352
353 struct cfs_rq;
354 struct rt_rq;
355
356 extern struct list_head task_groups;
357
358 struct cfs_bandwidth {
359 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
360         raw_spinlock_t          lock;
361         ktime_t                 period;
362         u64                     quota;
363         u64                     runtime;
364         s64                     hierarchical_quota;
365
366         u8                      idle;
367         u8                      period_active;
368         u8                      slack_started;
369         struct hrtimer          period_timer;
370         struct hrtimer          slack_timer;
371         struct list_head        throttled_cfs_rq;
372
373         /* Statistics: */
374         int                     nr_periods;
375         int                     nr_throttled;
376         u64                     throttled_time;
377 #endif
378 };
379
380 /* Task group related information */
381 struct task_group {
382         struct cgroup_subsys_state css;
383
384 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
385         /* schedulable entities of this group on each CPU */
386         struct sched_entity     **se;
387         /* runqueue "owned" by this group on each CPU */
388         struct cfs_rq           **cfs_rq;
389         unsigned long           shares;
390
391 #ifdef  CONFIG_SMP
392         /*
393          * load_avg can be heavily contended at clock tick time, so put
394          * it in its own cacheline separated from the fields above which
395          * will also be accessed at each tick.
396          */
397         atomic_long_t           load_avg ____cacheline_aligned;
398 #endif
399 #endif
400
401 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
402         struct sched_rt_entity  **rt_se;
403         struct rt_rq            **rt_rq;
404
405         struct rt_bandwidth     rt_bandwidth;
406 #endif
407
408         struct rcu_head         rcu;
409         struct list_head        list;
410
411         struct task_group       *parent;
412         struct list_head        siblings;
413         struct list_head        children;
414
415 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
416         struct autogroup        *autogroup;
417 #endif
418
419         struct cfs_bandwidth    cfs_bandwidth;
420
421 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
422         /* The two decimal precision [%] value requested from user-space */
423         unsigned int            uclamp_pct[UCLAMP_CNT];
424         /* Clamp values requested for a task group */
425         struct uclamp_se        uclamp_req[UCLAMP_CNT];
426         /* Effective clamp values used for a task group */
427         struct uclamp_se        uclamp[UCLAMP_CNT];
428 #endif
429
430 };
431
432 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
433 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
434
435 /*
436  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
437  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
438  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
439  * too large, so as the shares value of a task group.
440  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
441  *  limitation from this.)
442  */
443 #define MIN_SHARES              (1UL <<  1)
444 #define MAX_SHARES              (1UL << 18)
445 #endif
446
447 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
448
449 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
450                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
451
452 /*
453  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
454  * leaving it for the final time.
455  *
456  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
457  */
458 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
459 {
460         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
461 }
462
463 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
464
465 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
466 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
467 extern void online_fair_sched_group(struct task_group *tg);
468 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg);
469 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
470                         struct sched_entity *se, int cpu,
471                         struct sched_entity *parent);
472 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
473
474 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
475 extern void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
476 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
477
478 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
479 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
480 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
481                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
482                 struct sched_rt_entity *parent);
483 extern int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us);
484 extern int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us);
485 extern long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg);
486 extern long sched_group_rt_period(struct task_group *tg);
487 extern int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk);
488
489 extern struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent);
490 extern void sched_online_group(struct task_group *tg,
491                                struct task_group *parent);
492 extern void sched_destroy_group(struct task_group *tg);
493 extern void sched_offline_group(struct task_group *tg);
494
495 extern void sched_move_task(struct task_struct *tsk);
496
497 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
498 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
499
500 #ifdef CONFIG_SMP
501 extern void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
502                              struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next);
503 #else /* !CONFIG_SMP */
504 static inline void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
505                              struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next) { }
506 #endif /* CONFIG_SMP */
507 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
508
509 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
510
511 struct cfs_bandwidth { };
512
513 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
514
515 /* CFS-related fields in a runqueue */
516 struct cfs_rq {
517         struct load_weight      load;
518         unsigned int            nr_running;
519         unsigned int            h_nr_running;      /* SCHED_{NORMAL,BATCH,IDLE} */
520         unsigned int            idle_h_nr_running; /* SCHED_IDLE */
521
522         u64                     exec_clock;
523         u64                     min_vruntime;
524 #ifndef CONFIG_64BIT
525         u64                     min_vruntime_copy;
526 #endif
527
528         struct rb_root_cached   tasks_timeline;
529
530         /*
531          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
532          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
533          */
534         struct sched_entity     *curr;
535         struct sched_entity     *next;
536         struct sched_entity     *last;
537         struct sched_entity     *skip;
538
539 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
540         unsigned int            nr_spread_over;
541 #endif
542
543 #ifdef CONFIG_SMP
544         /*
545          * CFS load tracking
546          */
547         struct sched_avg        avg;
548 #ifndef CONFIG_64BIT
549         u64                     load_last_update_time_copy;
550 #endif
551         struct {
552                 raw_spinlock_t  lock ____cacheline_aligned;
553                 int             nr;
554                 unsigned long   load_avg;
555                 unsigned long   util_avg;
556                 unsigned long   runnable_avg;
557         } removed;
558
559 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
560         unsigned long           tg_load_avg_contrib;
561         long                    propagate;
562         long                    prop_runnable_sum;
563
564         /*
565          *   h_load = weight * f(tg)
566          *
567          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
568          * this group.
569          */
570         unsigned long           h_load;
571         u64                     last_h_load_update;
572         struct sched_entity     *h_load_next;
573 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
574 #endif /* CONFIG_SMP */
575
576 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
577         struct rq               *rq;    /* CPU runqueue to which this cfs_rq is attached */
578
579         /*
580          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
581          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
582          * (like users, containers etc.)
583          *
584          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a CPU.
585          * This list is used during load balance.
586          */
587         int                     on_list;
588         struct list_head        leaf_cfs_rq_list;
589         struct task_group       *tg;    /* group that "owns" this runqueue */
590
591 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
592         int                     runtime_enabled;
593         s64                     runtime_remaining;
594
595         u64                     throttled_clock;
596         u64                     throttled_clock_task;
597         u64                     throttled_clock_task_time;
598         int                     throttled;
599         int                     throttle_count;
600         struct list_head        throttled_list;
601 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
602 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
603 };
604
605 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
606 {
607         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
608 }
609
610 /* RT IPI pull logic requires IRQ_WORK */
611 #if defined(CONFIG_IRQ_WORK) && defined(CONFIG_SMP)
612 # define HAVE_RT_PUSH_IPI
613 #endif
614
615 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
616 struct rt_rq {
617         struct rt_prio_array    active;
618         unsigned int            rt_nr_running;
619         unsigned int            rr_nr_running;
620 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
621         struct {
622                 int             curr; /* highest queued rt task prio */
623 #ifdef CONFIG_SMP
624                 int             next; /* next highest */
625 #endif
626         } highest_prio;
627 #endif
628 #ifdef CONFIG_SMP
629         unsigned long           rt_nr_migratory;
630         unsigned long           rt_nr_total;
631         int                     overloaded;
632         struct plist_head       pushable_tasks;
633
634 #endif /* CONFIG_SMP */
635         int                     rt_queued;
636
637         int                     rt_throttled;
638         u64                     rt_time;
639         u64                     rt_runtime;
640         /* Nests inside the rq lock: */
641         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
642
643 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
644         unsigned long           rt_nr_boosted;
645
646         struct rq               *rq;
647         struct task_group       *tg;
648 #endif
649 };
650
651 static inline bool rt_rq_is_runnable(struct rt_rq *rt_rq)
652 {
653         return rt_rq->rt_queued && rt_rq->rt_nr_running;
654 }
655
656 /* Deadline class' related fields in a runqueue */
657 struct dl_rq {
658         /* runqueue is an rbtree, ordered by deadline */
659         struct rb_root_cached   root;
660
661         unsigned long           dl_nr_running;
662
663 #ifdef CONFIG_SMP
664         /*
665          * Deadline values of the currently executing and the
666          * earliest ready task on this rq. Caching these facilitates
667          * the decision whether or not a ready but not running task
668          * should migrate somewhere else.
669          */
670         struct {
671                 u64             curr;
672                 u64             next;
673         } earliest_dl;
674
675         unsigned long           dl_nr_migratory;
676         int                     overloaded;
677
678         /*
679          * Tasks on this rq that can be pushed away. They are kept in
680          * an rb-tree, ordered by tasks' deadlines, with caching
681          * of the leftmost (earliest deadline) element.
682          */
683         struct rb_root_cached   pushable_dl_tasks_root;
684 #else
685         struct dl_bw            dl_bw;
686 #endif
687         /*
688          * "Active utilization" for this runqueue: increased when a
689          * task wakes up (becomes TASK_RUNNING) and decreased when a
690          * task blocks
691          */
692         u64                     running_bw;
693
694         /*
695          * Utilization of the tasks "assigned" to this runqueue (including
696          * the tasks that are in runqueue and the tasks that executed on this
697          * CPU and blocked). Increased when a task moves to this runqueue, and
698          * decreased when the task moves away (migrates, changes scheduling
699          * policy, or terminates).
700          * This is needed to compute the "inactive utilization" for the
701          * runqueue (inactive utilization = this_bw - running_bw).
702          */
703         u64                     this_bw;
704         u64                     extra_bw;
705
706         /*
707          * Inverse of the fraction of CPU utilization that can be reclaimed
708          * by the GRUB algorithm.
709          */
710         u64                     bw_ratio;
711 };
712
713 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
714 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
715 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
716
717 static inline void se_update_runnable(struct sched_entity *se)
718 {
719         if (!entity_is_task(se))
720                 se->runnable_weight = se->my_q->h_nr_running;
721 }
722
723 static inline long se_runnable(struct sched_entity *se)
724 {
725         if (entity_is_task(se))
726                 return !!se->on_rq;
727         else
728                 return se->runnable_weight;
729 }
730
731 #else
732 #define entity_is_task(se)      1
733
734 static inline void se_update_runnable(struct sched_entity *se) {}
735
736 static inline long se_runnable(struct sched_entity *se)
737 {
738         return !!se->on_rq;
739 }
740 #endif
741
742 #ifdef CONFIG_SMP
743 /*
744  * XXX we want to get rid of these helpers and use the full load resolution.
745  */
746 static inline long se_weight(struct sched_entity *se)
747 {
748         return scale_load_down(se->load.weight);
749 }
750
751
752 static inline bool sched_asym_prefer(int a, int b)
753 {
754         return arch_asym_cpu_priority(a) > arch_asym_cpu_priority(b);
755 }
756
757 struct perf_domain {
758         struct em_perf_domain *em_pd;
759         struct perf_domain *next;
760         struct rcu_head rcu;
761 };
762
763 /* Scheduling group status flags */
764 #define SG_OVERLOAD             0x1 /* More than one runnable task on a CPU. */
765 #define SG_OVERUTILIZED         0x2 /* One or more CPUs are over-utilized. */
766
767 /*
768  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
769  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
770  * fully partitioning the member CPUs from any other cpuset. Whenever a new
771  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
772  * object.
773  *
774  */
775 struct root_domain {
776         atomic_t                refcount;
777         atomic_t                rto_count;
778         struct rcu_head         rcu;
779         cpumask_var_t           span;
780         cpumask_var_t           online;
781
782         /*
783          * Indicate pullable load on at least one CPU, e.g:
784          * - More than one runnable task
785          * - Running task is misfit
786          */
787         int                     overload;
788
789         /* Indicate one or more cpus over-utilized (tipping point) */
790         int                     overutilized;
791
792         /*
793          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
794          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
795          */
796         cpumask_var_t           dlo_mask;
797         atomic_t                dlo_count;
798         struct dl_bw            dl_bw;
799         struct cpudl            cpudl;
800
801 #ifdef HAVE_RT_PUSH_IPI
802         /*
803          * For IPI pull requests, loop across the rto_mask.
804          */
805         struct irq_work         rto_push_work;
806         raw_spinlock_t          rto_lock;
807         /* These are only updated and read within rto_lock */
808         int                     rto_loop;
809         int                     rto_cpu;
810         /* These atomics are updated outside of a lock */
811         atomic_t                rto_loop_next;
812         atomic_t                rto_loop_start;
813 #endif
814         /*
815          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
816          * one runnable RT task.
817          */
818         cpumask_var_t           rto_mask;
819         struct cpupri           cpupri;
820
821         unsigned long           max_cpu_capacity;
822
823         /*
824          * NULL-terminated list of performance domains intersecting with the
825          * CPUs of the rd. Protected by RCU.
826          */
827         struct perf_domain __rcu *pd;
828 };
829
830 extern void init_defrootdomain(void);
831 extern int sched_init_domains(const struct cpumask *cpu_map);
832 extern void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd);
833 extern void sched_get_rd(struct root_domain *rd);
834 extern void sched_put_rd(struct root_domain *rd);
835
836 #ifdef HAVE_RT_PUSH_IPI
837 extern void rto_push_irq_work_func(struct irq_work *work);
838 #endif
839 #endif /* CONFIG_SMP */
840
841 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
842 /*
843  * struct uclamp_bucket - Utilization clamp bucket
844  * @value: utilization clamp value for tasks on this clamp bucket
845  * @tasks: number of RUNNABLE tasks on this clamp bucket
846  *
847  * Keep track of how many tasks are RUNNABLE for a given utilization
848  * clamp value.
849  */
850 struct uclamp_bucket {
851         unsigned long value : bits_per(SCHED_CAPACITY_SCALE);
852         unsigned long tasks : BITS_PER_LONG - bits_per(SCHED_CAPACITY_SCALE);
853 };
854
855 /*
856  * struct uclamp_rq - rq's utilization clamp
857  * @value: currently active clamp values for a rq
858  * @bucket: utilization clamp buckets affecting a rq
859  *
860  * Keep track of RUNNABLE tasks on a rq to aggregate their clamp values.
861  * A clamp value is affecting a rq when there is at least one task RUNNABLE
862  * (or actually running) with that value.
863  *
864  * There are up to UCLAMP_CNT possible different clamp values, currently there
865  * are only two: minimum utilization and maximum utilization.
866  *
867  * All utilization clamping values are MAX aggregated, since:
868  * - for util_min: we want to run the CPU at least at the max of the minimum
869  *   utilization required by its currently RUNNABLE tasks.
870  * - for util_max: we want to allow the CPU to run up to the max of the
871  *   maximum utilization allowed by its currently RUNNABLE tasks.
872  *
873  * Since on each system we expect only a limited number of different
874  * utilization clamp values (UCLAMP_BUCKETS), use a simple array to track
875  * the metrics required to compute all the per-rq utilization clamp values.
876  */
877 struct uclamp_rq {
878         unsigned int value;
879         struct uclamp_bucket bucket[UCLAMP_BUCKETS];
880 };
881 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
882
883 /*
884  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
885  *
886  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
887  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
888  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
889  */
890 struct rq {
891         /* runqueue lock: */
892         raw_spinlock_t          lock;
893
894         /*
895          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
896          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
897          */
898         unsigned int            nr_running;
899 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
900         unsigned int            nr_numa_running;
901         unsigned int            nr_preferred_running;
902         unsigned int            numa_migrate_on;
903 #endif
904 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
905 #ifdef CONFIG_SMP
906         unsigned long           last_blocked_load_update_tick;
907         unsigned int            has_blocked_load;
908         call_single_data_t      nohz_csd;
909 #endif /* CONFIG_SMP */
910         unsigned int            nohz_tick_stopped;
911         atomic_t                nohz_flags;
912 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
913
914 #ifdef CONFIG_SMP
915         unsigned int            ttwu_pending;
916 #endif
917         u64                     nr_switches;
918
919 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
920         /* Utilization clamp values based on CPU's RUNNABLE tasks */
921         struct uclamp_rq        uclamp[UCLAMP_CNT] ____cacheline_aligned;
922         unsigned int            uclamp_flags;
923 #define UCLAMP_FLAG_IDLE 0x01
924 #endif
925
926         struct cfs_rq           cfs;
927         struct rt_rq            rt;
928         struct dl_rq            dl;
929
930 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
931         /* list of leaf cfs_rq on this CPU: */
932         struct list_head        leaf_cfs_rq_list;
933         struct list_head        *tmp_alone_branch;
934 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
935
936         /*
937          * This is part of a global counter where only the total sum
938          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
939          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
940          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
941          */
942         unsigned long           nr_uninterruptible;
943
944         struct task_struct __rcu        *curr;
945         struct task_struct      *idle;
946         struct task_struct      *stop;
947         unsigned long           next_balance;
948         struct mm_struct        *prev_mm;
949
950         unsigned int            clock_update_flags;
951         u64                     clock;
952         /* Ensure that all clocks are in the same cache line */
953         u64                     clock_task ____cacheline_aligned;
954         u64                     clock_pelt;
955         unsigned long           lost_idle_time;
956
957         atomic_t                nr_iowait;
958
959 #ifdef CONFIG_MEMBARRIER
960         int membarrier_state;
961 #endif
962
963 #ifdef CONFIG_SMP
964         struct root_domain              *rd;
965         struct sched_domain __rcu       *sd;
966
967         unsigned long           cpu_capacity;
968         unsigned long           cpu_capacity_orig;
969
970         struct callback_head    *balance_callback;
971
972         unsigned char           nohz_idle_balance;
973         unsigned char           idle_balance;
974
975         unsigned long           misfit_task_load;
976
977         /* For active balancing */
978         int                     active_balance;
979         int                     push_cpu;
980         struct cpu_stop_work    active_balance_work;
981
982         /* CPU of this runqueue: */
983         int                     cpu;
984         int                     online;
985
986         struct list_head cfs_tasks;
987
988         struct sched_avg        avg_rt;
989         struct sched_avg        avg_dl;
990 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
991         struct sched_avg        avg_irq;
992 #endif
993 #ifdef CONFIG_SCHED_THERMAL_PRESSURE
994         struct sched_avg        avg_thermal;
995 #endif
996         u64                     idle_stamp;
997         u64                     avg_idle;
998
999         /* This is used to determine avg_idle's max value */
1000         u64                     max_idle_balance_cost;
1001 #endif /* CONFIG_SMP */
1002
1003 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1004         u64                     prev_irq_time;
1005 #endif
1006 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
1007         u64                     prev_steal_time;
1008 #endif
1009 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
1010         u64                     prev_steal_time_rq;
1011 #endif
1012
1013         /* calc_load related fields */
1014         unsigned long           calc_load_update;
1015         long                    calc_load_active;
1016
1017 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1018 #ifdef CONFIG_SMP
1019         call_single_data_t      hrtick_csd;
1020 #endif
1021         struct hrtimer          hrtick_timer;
1022 #endif
1023
1024 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1025         /* latency stats */
1026         struct sched_info       rq_sched_info;
1027         unsigned long long      rq_cpu_time;
1028         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
1029
1030         /* sys_sched_yield() stats */
1031         unsigned int            yld_count;
1032
1033         /* schedule() stats */
1034         unsigned int            sched_count;
1035         unsigned int            sched_goidle;
1036
1037         /* try_to_wake_up() stats */
1038         unsigned int            ttwu_count;
1039         unsigned int            ttwu_local;
1040 #endif
1041
1042 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1043         /* Must be inspected within a rcu lock section */
1044         struct cpuidle_state    *idle_state;
1045 #endif
1046 };
1047
1048 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1049
1050 /* CPU runqueue to which this cfs_rq is attached */
1051 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
1052 {
1053         return cfs_rq->rq;
1054 }
1055
1056 #else
1057
1058 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
1059 {
1060         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
1061 }
1062 #endif
1063
1064 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
1065 {
1066 #ifdef CONFIG_SMP
1067         return rq->cpu;
1068 #else
1069         return 0;
1070 #endif
1071 }
1072
1073
1074 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1075 extern void __update_idle_core(struct rq *rq);
1076
1077 static inline void update_idle_core(struct rq *rq)
1078 {
1079         if (static_branch_unlikely(&sched_smt_present))
1080                 __update_idle_core(rq);
1081 }
1082
1083 #else
1084 static inline void update_idle_core(struct rq *rq) { }
1085 #endif
1086
1087 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
1088
1089 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
1090 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
1091 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
1092 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
1093 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
1094
1095 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1096
1097 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
1098 {
1099         return READ_ONCE(rq->clock);
1100 }
1101
1102 /*
1103  * rq::clock_update_flags bits
1104  *
1105  * %RQCF_REQ_SKIP - will request skipping of clock update on the next
1106  *  call to __schedule(). This is an optimisation to avoid
1107  *  neighbouring rq clock updates.
1108  *
1109  * %RQCF_ACT_SKIP - is set from inside of __schedule() when skipping is
1110  *  in effect and calls to update_rq_clock() are being ignored.
1111  *
1112  * %RQCF_UPDATED - is a debug flag that indicates whether a call has been
1113  *  made to update_rq_clock() since the last time rq::lock was pinned.
1114  *
1115  * If inside of __schedule(), clock_update_flags will have been
1116  * shifted left (a left shift is a cheap operation for the fast path
1117  * to promote %RQCF_REQ_SKIP to %RQCF_ACT_SKIP), so you must use,
1118  *
1119  *      if (rq-clock_update_flags >= RQCF_UPDATED)
1120  *
1121  * to check if %RQCF_UPADTED is set. It'll never be shifted more than
1122  * one position though, because the next rq_unpin_lock() will shift it
1123  * back.
1124  */
1125 #define RQCF_REQ_SKIP           0x01
1126 #define RQCF_ACT_SKIP           0x02
1127 #define RQCF_UPDATED            0x04
1128
1129 static inline void assert_clock_updated(struct rq *rq)
1130 {
1131         /*
1132          * The only reason for not seeing a clock update since the
1133          * last rq_pin_lock() is if we're currently skipping updates.
1134          */
1135         SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags < RQCF_ACT_SKIP);
1136 }
1137
1138 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
1139 {
1140         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1141         assert_clock_updated(rq);
1142
1143         return rq->clock;
1144 }
1145
1146 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
1147 {
1148         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1149         assert_clock_updated(rq);
1150
1151         return rq->clock_task;
1152 }
1153
1154 /**
1155  * By default the decay is the default pelt decay period.
1156  * The decay shift can change the decay period in
1157  * multiples of 32.
1158  *  Decay shift         Decay period(ms)
1159  *      0                       32
1160  *      1                       64
1161  *      2                       128
1162  *      3                       256
1163  *      4                       512
1164  */
1165 extern int sched_thermal_decay_shift;
1166
1167 static inline u64 rq_clock_thermal(struct rq *rq)
1168 {
1169         return rq_clock_task(rq) >> sched_thermal_decay_shift;
1170 }
1171
1172 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq)
1173 {
1174         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1175         rq->clock_update_flags |= RQCF_REQ_SKIP;
1176 }
1177
1178 /*
1179  * See rt task throttling, which is the only time a skip
1180  * request is cancelled.
1181  */
1182 static inline void rq_clock_cancel_skipupdate(struct rq *rq)
1183 {
1184         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1185         rq->clock_update_flags &= ~RQCF_REQ_SKIP;
1186 }
1187
1188 struct rq_flags {
1189         unsigned long flags;
1190         struct pin_cookie cookie;
1191 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1192         /*
1193          * A copy of (rq::clock_update_flags & RQCF_UPDATED) for the
1194          * current pin context is stashed here in case it needs to be
1195          * restored in rq_repin_lock().
1196          */
1197         unsigned int clock_update_flags;
1198 #endif
1199 };
1200
1201 static inline void rq_pin_lock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1202 {
1203         rf->cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1204
1205 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1206         rq->clock_update_flags &= (RQCF_REQ_SKIP|RQCF_ACT_SKIP);
1207         rf->clock_update_flags = 0;
1208 #endif
1209 }
1210
1211 static inline void rq_unpin_lock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1212 {
1213 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1214         if (rq->clock_update_flags > RQCF_ACT_SKIP)
1215                 rf->clock_update_flags = RQCF_UPDATED;
1216 #endif
1217
1218         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf->cookie);
1219 }
1220
1221 static inline void rq_repin_lock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1222 {
1223         lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf->cookie);
1224
1225 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1226         /*
1227          * Restore the value we stashed in @rf for this pin context.
1228          */
1229         rq->clock_update_flags |= rf->clock_update_flags;
1230 #endif
1231 }
1232
1233 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1234         __acquires(rq->lock);
1235
1236 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1237         __acquires(p->pi_lock)
1238         __acquires(rq->lock);
1239
1240 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1241         __releases(rq->lock)
1242 {
1243         rq_unpin_lock(rq, rf);
1244         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1245 }
1246
1247 static inline void
1248 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1249         __releases(rq->lock)
1250         __releases(p->pi_lock)
1251 {
1252         rq_unpin_lock(rq, rf);
1253         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1254         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
1255 }
1256
1257 static inline void
1258 rq_lock_irqsave(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1259         __acquires(rq->lock)
1260 {
1261         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, rf->flags);
1262         rq_pin_lock(rq, rf);
1263 }
1264
1265 static inline void
1266 rq_lock_irq(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1267         __acquires(rq->lock)
1268 {
1269         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
1270         rq_pin_lock(rq, rf);
1271 }
1272
1273 static inline void
1274 rq_lock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1275         __acquires(rq->lock)
1276 {
1277         raw_spin_lock(&rq->lock);
1278         rq_pin_lock(rq, rf);
1279 }
1280
1281 static inline void
1282 rq_relock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1283         __acquires(rq->lock)
1284 {
1285         raw_spin_lock(&rq->lock);
1286         rq_repin_lock(rq, rf);
1287 }
1288
1289 static inline void
1290 rq_unlock_irqrestore(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1291         __releases(rq->lock)
1292 {
1293         rq_unpin_lock(rq, rf);
1294         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, rf->flags);
1295 }
1296
1297 static inline void
1298 rq_unlock_irq(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1299         __releases(rq->lock)
1300 {
1301         rq_unpin_lock(rq, rf);
1302         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1303 }
1304
1305 static inline void
1306 rq_unlock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1307         __releases(rq->lock)
1308 {
1309         rq_unpin_lock(rq, rf);
1310         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1311 }
1312
1313 static inline struct rq *
1314 this_rq_lock_irq(struct rq_flags *rf)
1315         __acquires(rq->lock)
1316 {
1317         struct rq *rq;
1318
1319         local_irq_disable();
1320         rq = this_rq();
1321         rq_lock(rq, rf);
1322         return rq;
1323 }
1324
1325 #ifdef CONFIG_NUMA
1326 enum numa_topology_type {
1327         NUMA_DIRECT,
1328         NUMA_GLUELESS_MESH,
1329         NUMA_BACKPLANE,
1330 };
1331 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
1332 extern int sched_max_numa_distance;
1333 extern bool find_numa_distance(int distance);
1334 extern void sched_init_numa(void);
1335 extern void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu);
1336 extern void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu);
1337 extern int sched_numa_find_closest(const struct cpumask *cpus, int cpu);
1338 #else
1339 static inline void sched_init_numa(void) { }
1340 static inline void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu) { }
1341 static inline void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu) { }
1342 static inline int sched_numa_find_closest(const struct cpumask *cpus, int cpu)
1343 {
1344         return nr_cpu_ids;
1345 }
1346 #endif
1347
1348 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1349 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
1350 enum numa_faults_stats {
1351         NUMA_MEM = 0,
1352         NUMA_CPU,
1353         NUMA_MEMBUF,
1354         NUMA_CPUBUF
1355 };
1356 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
1357 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
1358 extern int migrate_swap(struct task_struct *p, struct task_struct *t,
1359                         int cpu, int scpu);
1360 extern void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p);
1361 #else
1362 static inline void
1363 init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
1364 {
1365 }
1366 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1367
1368 #ifdef CONFIG_SMP
1369
1370 static inline void
1371 queue_balance_callback(struct rq *rq,
1372                        struct callback_head *head,
1373                        void (*func)(struct rq *rq))
1374 {
1375         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1376
1377         if (unlikely(head->next))
1378                 return;
1379
1380         head->func = (void (*)(struct callback_head *))func;
1381         head->next = rq->balance_callback;
1382         rq->balance_callback = head;
1383 }
1384
1385 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
1386         rcu_dereference_check((p), \
1387                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
1388
1389 /*
1390  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
1391  * See destroy_sched_domains: call_rcu for details.
1392  *
1393  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
1394  * preempt-disabled sections.
1395  */
1396 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
1397         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
1398                         __sd; __sd = __sd->parent)
1399
1400 /**
1401  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
1402  * @cpu:        The CPU whose highest level of sched domain is to
1403  *              be returned.
1404  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
1405  *              for the given CPU.
1406  *
1407  * Returns the highest sched_domain of a CPU which contains the given flag.
1408  */
1409 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
1410 {
1411         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
1412
1413         for_each_domain(cpu, sd) {
1414                 if (!(sd->flags & flag))
1415                         break;
1416                 hsd = sd;
1417         }
1418
1419         return hsd;
1420 }
1421
1422 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
1423 {
1424         struct sched_domain *sd;
1425
1426         for_each_domain(cpu, sd) {
1427                 if (sd->flags & flag)
1428                         break;
1429         }
1430
1431         return sd;
1432 }
1433
1434 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain __rcu *, sd_llc);
1435 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
1436 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
1437 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain_shared __rcu *, sd_llc_shared);
1438 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain __rcu *, sd_numa);
1439 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain __rcu *, sd_asym_packing);
1440 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain __rcu *, sd_asym_cpucapacity);
1441 extern struct static_key_false sched_asym_cpucapacity;
1442
1443 struct sched_group_capacity {
1444         atomic_t                ref;
1445         /*
1446          * CPU capacity of this group, SCHED_CAPACITY_SCALE being max capacity
1447          * for a single CPU.
1448          */
1449         unsigned long           capacity;
1450         unsigned long           min_capacity;           /* Min per-CPU capacity in group */
1451         unsigned long           max_capacity;           /* Max per-CPU capacity in group */
1452         unsigned long           next_update;
1453         int                     imbalance;              /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
1454
1455 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1456         int                     id;
1457 #endif
1458
1459         unsigned long           cpumask[0];             /* Balance mask */
1460 };
1461
1462 struct sched_group {
1463         struct sched_group      *next;                  /* Must be a circular list */
1464         atomic_t                ref;
1465
1466         unsigned int            group_weight;
1467         struct sched_group_capacity *sgc;
1468         int                     asym_prefer_cpu;        /* CPU of highest priority in group */
1469
1470         /*
1471          * The CPUs this group covers.
1472          *
1473          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
1474          * by attaching extra space to the end of the structure,
1475          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
1476          */
1477         unsigned long           cpumask[];
1478 };
1479
1480 static inline struct cpumask *sched_group_span(struct sched_group *sg)
1481 {
1482         return to_cpumask(sg->cpumask);
1483 }
1484
1485 /*
1486  * See build_balance_mask().
1487  */
1488 static inline struct cpumask *group_balance_mask(struct sched_group *sg)
1489 {
1490         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
1491 }
1492
1493 /**
1494  * group_first_cpu - Returns the first CPU in the cpumask of a sched_group.
1495  * @group: The group whose first CPU is to be returned.
1496  */
1497 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
1498 {
1499         return cpumask_first(sched_group_span(group));
1500 }
1501
1502 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
1503
1504 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
1505 void register_sched_domain_sysctl(void);
1506 void dirty_sched_domain_sysctl(int cpu);
1507 void unregister_sched_domain_sysctl(void);
1508 #else
1509 static inline void register_sched_domain_sysctl(void)
1510 {
1511 }
1512 static inline void dirty_sched_domain_sysctl(int cpu)
1513 {
1514 }
1515 static inline void unregister_sched_domain_sysctl(void)
1516 {
1517 }
1518 #endif
1519
1520 extern void flush_smp_call_function_from_idle(void);
1521
1522 #else /* !CONFIG_SMP: */
1523 static inline void flush_smp_call_function_from_idle(void) { }
1524 #endif
1525
1526 #include "stats.h"
1527 #include "autogroup.h"
1528
1529 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
1530
1531 /*
1532  * Return the group to which this tasks belongs.
1533  *
1534  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
1535  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
1536  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
1537  *
1538  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
1539  * core changes this before calling sched_move_task().
1540  *
1541  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
1542  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
1543  */
1544 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
1545 {
1546         return p->sched_task_group;
1547 }
1548
1549 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
1550 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1551 {
1552 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1553         struct task_group *tg = task_group(p);
1554 #endif
1555
1556 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1557         set_task_rq_fair(&p->se, p->se.cfs_rq, tg->cfs_rq[cpu]);
1558         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
1559         p->se.parent = tg->se[cpu];
1560 #endif
1561
1562 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
1563         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
1564         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
1565 #endif
1566 }
1567
1568 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
1569
1570 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
1571 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
1572 {
1573         return NULL;
1574 }
1575
1576 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
1577
1578 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1579 {
1580         set_task_rq(p, cpu);
1581 #ifdef CONFIG_SMP
1582         /*
1583          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1584          * successfully executed on another CPU. We must ensure that updates of
1585          * per-task data have been completed by this moment.
1586          */
1587         smp_wmb();
1588 #ifdef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK
1589         WRITE_ONCE(p->cpu, cpu);
1590 #else
1591         WRITE_ONCE(task_thread_info(p)->cpu, cpu);
1592 #endif
1593         p->wake_cpu = cpu;
1594 #endif
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
1599  */
1600 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1601 # include <linux/static_key.h>
1602 # define const_debug __read_mostly
1603 #else
1604 # define const_debug const
1605 #endif
1606
1607 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
1608         __SCHED_FEAT_##name ,
1609
1610 enum {
1611 #include "features.h"
1612         __SCHED_FEAT_NR,
1613 };
1614
1615 #undef SCHED_FEAT
1616
1617 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
1618
1619 /*
1620  * To support run-time toggling of sched features, all the translation units
1621  * (but core.c) reference the sysctl_sched_features defined in core.c.
1622  */
1623 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
1624
1625 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
1626 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
1627 {                                                                       \
1628         return static_key_##enabled(key);                               \
1629 }
1630
1631 #include "features.h"
1632 #undef SCHED_FEAT
1633
1634 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
1635 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
1636
1637 #else /* !(SCHED_DEBUG && CONFIG_JUMP_LABEL) */
1638
1639 /*
1640  * Each translation unit has its own copy of sysctl_sched_features to allow
1641  * constants propagation at compile time and compiler optimization based on
1642  * features default.
1643  */
1644 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
1645         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
1646 static const_debug __maybe_unused unsigned int sysctl_sched_features =
1647 #include "features.h"
1648         0;
1649 #undef SCHED_FEAT
1650
1651 #define sched_feat(x) !!(sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
1652
1653 #endif /* SCHED_DEBUG && CONFIG_JUMP_LABEL */
1654
1655 extern struct static_key_false sched_numa_balancing;
1656 extern struct static_key_false sched_schedstats;
1657
1658 static inline u64 global_rt_period(void)
1659 {
1660         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1661 }
1662
1663 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1664 {
1665         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1666                 return RUNTIME_INF;
1667
1668         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1669 }
1670
1671 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1672 {
1673         return rq->curr == p;
1674 }
1675
1676 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1677 {
1678 #ifdef CONFIG_SMP
1679         return p->on_cpu;
1680 #else
1681         return task_current(rq, p);
1682 #endif
1683 }
1684
1685 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1686 {
1687         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1688 }
1689
1690 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1691 {
1692         return READ_ONCE(p->on_rq) == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1693 }
1694
1695 /*
1696  * wake flags
1697  */
1698 #define WF_SYNC                 0x01            /* Waker goes to sleep after wakeup */
1699 #define WF_FORK                 0x02            /* Child wakeup after fork */
1700 #define WF_MIGRATED             0x04            /* Internal use, task got migrated */
1701 #define WF_ON_CPU               0x08            /* Wakee is on_cpu */
1702
1703 /*
1704  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1705  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1706  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1707  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1708  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1709  * slice expiry etc.
1710  */
1711
1712 #define WEIGHT_IDLEPRIO         3
1713 #define WMULT_IDLEPRIO          1431655765
1714
1715 extern const int                sched_prio_to_weight[40];
1716 extern const u32                sched_prio_to_wmult[40];
1717
1718 /*
1719  * {de,en}queue flags:
1720  *
1721  * DEQUEUE_SLEEP  - task is no longer runnable
1722  * ENQUEUE_WAKEUP - task just became runnable
1723  *
1724  * SAVE/RESTORE - an otherwise spurious dequeue/enqueue, done to ensure tasks
1725  *                are in a known state which allows modification. Such pairs
1726  *                should preserve as much state as possible.
1727  *
1728  * MOVE - paired with SAVE/RESTORE, explicitly does not preserve the location
1729  *        in the runqueue.
1730  *
1731  * ENQUEUE_HEAD      - place at front of runqueue (tail if not specified)
1732  * ENQUEUE_REPLENISH - CBS (replenish runtime and postpone deadline)
1733  * ENQUEUE_MIGRATED  - the task was migrated during wakeup
1734  *
1735  */
1736
1737 #define DEQUEUE_SLEEP           0x01
1738 #define DEQUEUE_SAVE            0x02 /* Matches ENQUEUE_RESTORE */
1739 #define DEQUEUE_MOVE            0x04 /* Matches ENQUEUE_MOVE */
1740 #define DEQUEUE_NOCLOCK         0x08 /* Matches ENQUEUE_NOCLOCK */
1741
1742 #define ENQUEUE_WAKEUP          0x01
1743 #define ENQUEUE_RESTORE         0x02
1744 #define ENQUEUE_MOVE            0x04
1745 #define ENQUEUE_NOCLOCK         0x08
1746
1747 #define ENQUEUE_HEAD            0x10
1748 #define ENQUEUE_REPLENISH       0x20
1749 #ifdef CONFIG_SMP
1750 #define ENQUEUE_MIGRATED        0x40
1751 #else
1752 #define ENQUEUE_MIGRATED        0x00
1753 #endif
1754
1755 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1756
1757 struct sched_class {
1758
1759 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1760         int uclamp_enabled;
1761 #endif
1762
1763         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1764         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1765         void (*yield_task)   (struct rq *rq);
1766         bool (*yield_to_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p);
1767
1768         void (*check_preempt_curr)(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1769
1770         struct task_struct *(*pick_next_task)(struct rq *rq);
1771
1772         void (*put_prev_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p);
1773         void (*set_next_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first);
1774
1775 #ifdef CONFIG_SMP
1776         int (*balance)(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf);
1777         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1778         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p, int new_cpu);
1779
1780         void (*task_woken)(struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1781
1782         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1783                                  const struct cpumask *newmask);
1784
1785         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1786         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1787 #endif
1788
1789         void (*task_tick)(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1790         void (*task_fork)(struct task_struct *p);
1791         void (*task_dead)(struct task_struct *p);
1792
1793         /*
1794          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1795          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1796          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1797          */
1798         void (*switched_from)(struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1799         void (*switched_to)  (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1800         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1801                               int oldprio);
1802
1803         unsigned int (*get_rr_interval)(struct rq *rq,
1804                                         struct task_struct *task);
1805
1806         void (*update_curr)(struct rq *rq);
1807
1808 #define TASK_SET_GROUP          0
1809 #define TASK_MOVE_GROUP         1
1810
1811 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1812         void (*task_change_group)(struct task_struct *p, int type);
1813 #endif
1814 } __aligned(STRUCT_ALIGNMENT); /* STRUCT_ALIGN(), vmlinux.lds.h */
1815
1816 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1817 {
1818         WARN_ON_ONCE(rq->curr != prev);
1819         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1820 }
1821
1822 static inline void set_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1823 {
1824         WARN_ON_ONCE(rq->curr != next);
1825         next->sched_class->set_next_task(rq, next, false);
1826 }
1827
1828 /* Defined in include/asm-generic/vmlinux.lds.h */
1829 extern struct sched_class __begin_sched_classes[];
1830 extern struct sched_class __end_sched_classes[];
1831
1832 #define sched_class_highest (__end_sched_classes - 1)
1833 #define sched_class_lowest  (__begin_sched_classes - 1)
1834
1835 #define for_class_range(class, _from, _to) \
1836         for (class = (_from); class != (_to); class--)
1837
1838 #define for_each_class(class) \
1839         for_class_range(class, sched_class_highest, sched_class_lowest)
1840
1841 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1842 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1843 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1844 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1845 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1846
1847 static inline bool sched_stop_runnable(struct rq *rq)
1848 {
1849         return rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop);
1850 }
1851
1852 static inline bool sched_dl_runnable(struct rq *rq)
1853 {
1854         return rq->dl.dl_nr_running > 0;
1855 }
1856
1857 static inline bool sched_rt_runnable(struct rq *rq)
1858 {
1859         return rq->rt.rt_queued > 0;
1860 }
1861
1862 static inline bool sched_fair_runnable(struct rq *rq)
1863 {
1864         return rq->cfs.nr_running > 0;
1865 }
1866
1867 extern struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf);
1868 extern struct task_struct *pick_next_task_idle(struct rq *rq);
1869
1870 #ifdef CONFIG_SMP
1871
1872 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1873
1874 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1875
1876 extern void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask);
1877
1878 #endif
1879
1880 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1881 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1882                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1883 {
1884         rq->idle_state = idle_state;
1885 }
1886
1887 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1888 {
1889         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1890
1891         return rq->idle_state;
1892 }
1893 #else
1894 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1895                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1896 {
1897 }
1898
1899 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1900 {
1901         return NULL;
1902 }
1903 #endif
1904
1905 extern void schedule_idle(void);
1906
1907 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1908 extern void sched_init_granularity(void);
1909 extern void update_max_interval(void);
1910
1911 extern void init_sched_dl_class(void);
1912 extern void init_sched_rt_class(void);
1913 extern void init_sched_fair_class(void);
1914
1915 extern void reweight_task(struct task_struct *p, int prio);
1916
1917 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1918 extern void resched_cpu(int cpu);
1919
1920 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1921 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1922
1923 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1924 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1925 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1926 extern void init_dl_inactive_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1927
1928 #define BW_SHIFT                20
1929 #define BW_UNIT                 (1 << BW_SHIFT)
1930 #define RATIO_SHIFT             8
1931 #define MAX_BW_BITS             (64 - BW_SHIFT)
1932 #define MAX_BW                  ((1ULL << MAX_BW_BITS) - 1)
1933 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1934
1935 extern void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se);
1936 extern void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p);
1937
1938 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1939 extern bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq);
1940 extern int __init sched_tick_offload_init(void);
1941
1942 /*
1943  * Tick may be needed by tasks in the runqueue depending on their policy and
1944  * requirements. If tick is needed, lets send the target an IPI to kick it out of
1945  * nohz mode if necessary.
1946  */
1947 static inline void sched_update_tick_dependency(struct rq *rq)
1948 {
1949         int cpu;
1950
1951         if (!tick_nohz_full_enabled())
1952                 return;
1953
1954         cpu = cpu_of(rq);
1955
1956         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
1957                 return;
1958
1959         if (sched_can_stop_tick(rq))
1960                 tick_nohz_dep_clear_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
1961         else
1962                 tick_nohz_dep_set_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
1963 }
1964 #else
1965 static inline int sched_tick_offload_init(void) { return 0; }
1966 static inline void sched_update_tick_dependency(struct rq *rq) { }
1967 #endif
1968
1969 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1970 {
1971         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1972
1973         rq->nr_running = prev_nr + count;
1974
1975 #ifdef CONFIG_SMP
1976         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1977                 if (!READ_ONCE(rq->rd->overload))
1978                         WRITE_ONCE(rq->rd->overload, 1);
1979         }
1980 #endif
1981
1982         sched_update_tick_dependency(rq);
1983 }
1984
1985 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1986 {
1987         rq->nr_running -= count;
1988         /* Check if we still need preemption */
1989         sched_update_tick_dependency(rq);
1990 }
1991
1992 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1993 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1994
1995 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1996
1997 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1998 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1999
2000 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2001
2002 /*
2003  * Use hrtick when:
2004  *  - enabled by features
2005  *  - hrtimer is actually high res
2006  */
2007 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
2008 {
2009         if (!sched_feat(HRTICK))
2010                 return 0;
2011         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
2012                 return 0;
2013         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
2014 }
2015
2016 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
2017
2018 #else
2019
2020 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
2021 {
2022         return 0;
2023 }
2024
2025 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
2026
2027 #ifndef arch_scale_freq_tick
2028 static __always_inline
2029 void arch_scale_freq_tick(void)
2030 {
2031 }
2032 #endif
2033
2034 #ifndef arch_scale_freq_capacity
2035 static __always_inline
2036 unsigned long arch_scale_freq_capacity(int cpu)
2037 {
2038         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
2039 }
2040 #endif
2041
2042 #ifdef CONFIG_SMP
2043 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2044
2045 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
2046
2047 /*
2048  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
2049  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
2050  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
2051  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
2052  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
2053  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
2054  */
2055 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2056         __releases(this_rq->lock)
2057         __acquires(busiest->lock)
2058         __acquires(this_rq->lock)
2059 {
2060         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2061         double_rq_lock(this_rq, busiest);
2062
2063         return 1;
2064 }
2065
2066 #else
2067 /*
2068  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
2069  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
2070  * already in proper order on entry.  This favors lower CPU-ids and will
2071  * grant the double lock to lower CPUs over higher ids under contention,
2072  * regardless of entry order into the function.
2073  */
2074 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2075         __releases(this_rq->lock)
2076         __acquires(busiest->lock)
2077         __acquires(this_rq->lock)
2078 {
2079         int ret = 0;
2080
2081         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
2082                 if (busiest < this_rq) {
2083                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2084                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
2085                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
2086                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
2087                         ret = 1;
2088                 } else
2089                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
2090                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
2091         }
2092         return ret;
2093 }
2094
2095 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2096
2097 /*
2098  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
2099  */
2100 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2101 {
2102         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
2103                 /* printk() doesn't work well under rq->lock */
2104                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2105                 BUG_ON(1);
2106         }
2107
2108         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
2109 }
2110
2111 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2112         __releases(busiest->lock)
2113 {
2114         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
2115         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
2116 }
2117
2118 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
2119 {
2120         if (l1 > l2)
2121                 swap(l1, l2);
2122
2123         spin_lock(l1);
2124         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2125 }
2126
2127 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
2128 {
2129         if (l1 > l2)
2130                 swap(l1, l2);
2131
2132         spin_lock_irq(l1);
2133         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2134 }
2135
2136 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
2137 {
2138         if (l1 > l2)
2139                 swap(l1, l2);
2140
2141         raw_spin_lock(l1);
2142         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2143 }
2144
2145 /*
2146  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2147  *
2148  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2149  * you need to do so manually before calling.
2150  */
2151 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2152         __acquires(rq1->lock)
2153         __acquires(rq2->lock)
2154 {
2155         BUG_ON(!irqs_disabled());
2156         if (rq1 == rq2) {
2157                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
2158                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2159         } else {
2160                 if (rq1 < rq2) {
2161                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
2162                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2163                 } else {
2164                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
2165                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2166                 }
2167         }
2168 }
2169
2170 /*
2171  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2172  *
2173  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2174  * you need to do so manually after calling.
2175  */
2176 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2177         __releases(rq1->lock)
2178         __releases(rq2->lock)
2179 {
2180         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
2181         if (rq1 != rq2)
2182                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
2183         else
2184                 __release(rq2->lock);
2185 }
2186
2187 extern void set_rq_online (struct rq *rq);
2188 extern void set_rq_offline(struct rq *rq);
2189 extern bool sched_smp_initialized;
2190
2191 #else /* CONFIG_SMP */
2192
2193 /*
2194  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2195  *
2196  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2197  * you need to do so manually before calling.
2198  */
2199 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2200         __acquires(rq1->lock)
2201         __acquires(rq2->lock)
2202 {
2203         BUG_ON(!irqs_disabled());
2204         BUG_ON(rq1 != rq2);
2205         raw_spin_lock(&rq1->lock);
2206         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2207 }
2208
2209 /*
2210  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2211  *
2212  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2213  * you need to do so manually after calling.
2214  */
2215 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2216         __releases(rq1->lock)
2217         __releases(rq2->lock)
2218 {
2219         BUG_ON(rq1 != rq2);
2220         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
2221         __release(rq2->lock);
2222 }
2223
2224 #endif
2225
2226 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
2227 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
2228
2229 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
2230 extern bool sched_debug_enabled;
2231
2232 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
2233 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
2234 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
2235 extern void print_cfs_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct cfs_rq *cfs_rq);
2236 extern void print_rt_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct rt_rq *rt_rq);
2237 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
2238 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2239 extern void
2240 show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m);
2241 extern void
2242 print_numa_stats(struct seq_file *m, int node, unsigned long tsf,
2243         unsigned long tpf, unsigned long gsf, unsigned long gpf);
2244 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2245 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
2246
2247 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
2248 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
2249 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
2250
2251 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
2252 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
2253
2254 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2255 #define NOHZ_BALANCE_KICK_BIT   0
2256 #define NOHZ_STATS_KICK_BIT     1
2257
2258 #define NOHZ_BALANCE_KICK       BIT(NOHZ_BALANCE_KICK_BIT)
2259 #define NOHZ_STATS_KICK         BIT(NOHZ_STATS_KICK_BIT)
2260
2261 #define NOHZ_KICK_MASK  (NOHZ_BALANCE_KICK | NOHZ_STATS_KICK)
2262
2263 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
2264
2265 extern void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq);
2266 #else
2267 static inline void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq) { }
2268 #endif
2269
2270
2271 #ifdef CONFIG_SMP
2272 static inline
2273 void __dl_update(struct dl_bw *dl_b, s64 bw)
2274 {
2275         struct root_domain *rd = container_of(dl_b, struct root_domain, dl_bw);
2276         int i;
2277
2278         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2279                          "sched RCU must be held");
2280         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask) {
2281                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
2282
2283                 rq->dl.extra_bw += bw;
2284         }
2285 }
2286 #else
2287 static inline
2288 void __dl_update(struct dl_bw *dl_b, s64 bw)
2289 {
2290         struct dl_rq *dl = container_of(dl_b, struct dl_rq, dl_bw);
2291
2292         dl->extra_bw += bw;
2293 }
2294 #endif
2295
2296
2297 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2298 struct irqtime {
2299         u64                     total;
2300         u64                     tick_delta;
2301         u64                     irq_start_time;
2302         struct u64_stats_sync   sync;
2303 };
2304
2305 DECLARE_PER_CPU(struct irqtime, cpu_irqtime);
2306
2307 /*
2308  * Returns the irqtime minus the softirq time computed by ksoftirqd.
2309  * Otherwise ksoftirqd's sum_exec_runtime is substracted its own runtime
2310  * and never move forward.
2311  */
2312 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
2313 {
2314         struct irqtime *irqtime = &per_cpu(cpu_irqtime, cpu);
2315         unsigned int seq;
2316         u64 total;
2317
2318         do {
2319                 seq = __u64_stats_fetch_begin(&irqtime->sync);
2320                 total = irqtime->total;
2321         } while (__u64_stats_fetch_retry(&irqtime->sync, seq));
2322
2323         return total;
2324 }
2325 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2326
2327 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
2328 DECLARE_PER_CPU(struct update_util_data __rcu *, cpufreq_update_util_data);
2329
2330 /**
2331  * cpufreq_update_util - Take a note about CPU utilization changes.
2332  * @rq: Runqueue to carry out the update for.
2333  * @flags: Update reason flags.
2334  *
2335  * This function is called by the scheduler on the CPU whose utilization is
2336  * being updated.
2337  *
2338  * It can only be called from RCU-sched read-side critical sections.
2339  *
2340  * The way cpufreq is currently arranged requires it to evaluate the CPU
2341  * performance state (frequency/voltage) on a regular basis to prevent it from
2342  * being stuck in a completely inadequate performance level for too long.
2343  * That is not guaranteed to happen if the updates are only triggered from CFS
2344  * and DL, though, because they may not be coming in if only RT tasks are
2345  * active all the time (or there are RT tasks only).
2346  *
2347  * As a workaround for that issue, this function is called periodically by the
2348  * RT sched class to trigger extra cpufreq updates to prevent it from stalling,
2349  * but that really is a band-aid.  Going forward it should be replaced with
2350  * solutions targeted more specifically at RT tasks.
2351  */
2352 static inline void cpufreq_update_util(struct rq *rq, unsigned int flags)
2353 {
2354         struct update_util_data *data;
2355
2356         data = rcu_dereference_sched(*per_cpu_ptr(&cpufreq_update_util_data,
2357                                                   cpu_of(rq)));
2358         if (data)
2359                 data->func(data, rq_clock(rq), flags);
2360 }
2361 #else
2362 static inline void cpufreq_update_util(struct rq *rq, unsigned int flags) {}
2363 #endif /* CONFIG_CPU_FREQ */
2364
2365 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
2366 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id);
2367
2368 static __always_inline
2369 unsigned long uclamp_rq_util_with(struct rq *rq, unsigned long util,
2370                                   struct task_struct *p)
2371 {
2372         unsigned long min_util = READ_ONCE(rq->uclamp[UCLAMP_MIN].value);
2373         unsigned long max_util = READ_ONCE(rq->uclamp[UCLAMP_MAX].value);
2374
2375         if (p) {
2376                 min_util = max(min_util, uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN));
2377                 max_util = max(max_util, uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
2378         }
2379
2380         /*
2381          * Since CPU's {min,max}_util clamps are MAX aggregated considering
2382          * RUNNABLE tasks with _different_ clamps, we can end up with an
2383          * inversion. Fix it now when the clamps are applied.
2384          */
2385         if (unlikely(min_util >= max_util))
2386                 return min_util;
2387
2388         return clamp(util, min_util, max_util);
2389 }
2390 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2391 static inline
2392 unsigned long uclamp_rq_util_with(struct rq *rq, unsigned long util,
2393                                   struct task_struct *p)
2394 {
2395         return util;
2396 }
2397 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2398
2399 #ifdef arch_scale_freq_capacity
2400 # ifndef arch_scale_freq_invariant
2401 #  define arch_scale_freq_invariant()   true
2402 # endif
2403 #else
2404 # define arch_scale_freq_invariant()    false
2405 #endif
2406
2407 #ifdef CONFIG_SMP
2408 static inline unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
2409 {
2410         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
2411 }
2412 #endif
2413
2414 /**
2415  * enum schedutil_type - CPU utilization type
2416  * @FREQUENCY_UTIL:     Utilization used to select frequency
2417  * @ENERGY_UTIL:        Utilization used during energy calculation
2418  *
2419  * The utilization signals of all scheduling classes (CFS/RT/DL) and IRQ time
2420  * need to be aggregated differently depending on the usage made of them. This
2421  * enum is used within schedutil_freq_util() to differentiate the types of
2422  * utilization expected by the callers, and adjust the aggregation accordingly.
2423  */
2424 enum schedutil_type {
2425         FREQUENCY_UTIL,
2426         ENERGY_UTIL,
2427 };
2428
2429 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL
2430
2431 unsigned long schedutil_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
2432                                  unsigned long max, enum schedutil_type type,
2433                                  struct task_struct *p);
2434
2435 static inline unsigned long cpu_bw_dl(struct rq *rq)
2436 {
2437         return (rq->dl.running_bw * SCHED_CAPACITY_SCALE) >> BW_SHIFT;
2438 }
2439
2440 static inline unsigned long cpu_util_dl(struct rq *rq)
2441 {
2442         return READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
2443 }
2444
2445 static inline unsigned long cpu_util_cfs(struct rq *rq)
2446 {
2447         unsigned long util = READ_ONCE(rq->cfs.avg.util_avg);
2448
2449         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
2450                 util = max_t(unsigned long, util,
2451                              READ_ONCE(rq->cfs.avg.util_est.enqueued));
2452         }
2453
2454         return util;
2455 }
2456
2457 static inline unsigned long cpu_util_rt(struct rq *rq)
2458 {
2459         return READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
2460 }
2461 #else /* CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL */
2462 static inline unsigned long schedutil_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
2463                                  unsigned long max, enum schedutil_type type,
2464                                  struct task_struct *p)
2465 {
2466         return 0;
2467 }
2468 #endif /* CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL */
2469
2470 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
2471 static inline unsigned long cpu_util_irq(struct rq *rq)
2472 {
2473         return rq->avg_irq.util_avg;
2474 }
2475
2476 static inline
2477 unsigned long scale_irq_capacity(unsigned long util, unsigned long irq, unsigned long max)
2478 {
2479         util *= (max - irq);
2480         util /= max;
2481
2482         return util;
2483
2484 }
2485 #else
2486 static inline unsigned long cpu_util_irq(struct rq *rq)
2487 {
2488         return 0;
2489 }
2490
2491 static inline
2492 unsigned long scale_irq_capacity(unsigned long util, unsigned long irq, unsigned long max)
2493 {
2494         return util;
2495 }
2496 #endif
2497
2498 #if defined(CONFIG_ENERGY_MODEL) && defined(CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL)
2499
2500 #define perf_domain_span(pd) (to_cpumask(((pd)->em_pd->cpus)))
2501
2502 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(sched_energy_present);
2503
2504 static inline bool sched_energy_enabled(void)
2505 {
2506         return static_branch_unlikely(&sched_energy_present);
2507 }
2508
2509 #else /* ! (CONFIG_ENERGY_MODEL && CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL) */
2510
2511 #define perf_domain_span(pd) NULL
2512 static inline bool sched_energy_enabled(void) { return false; }
2513
2514 #endif /* CONFIG_ENERGY_MODEL && CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL */
2515
2516 #ifdef CONFIG_MEMBARRIER
2517 /*
2518  * The scheduler provides memory barriers required by membarrier between:
2519  * - prior user-space memory accesses and store to rq->membarrier_state,
2520  * - store to rq->membarrier_state and following user-space memory accesses.
2521  * In the same way it provides those guarantees around store to rq->curr.
2522  */
2523 static inline void membarrier_switch_mm(struct rq *rq,
2524                                         struct mm_struct *prev_mm,
2525                                         struct mm_struct *next_mm)
2526 {
2527         int membarrier_state;
2528
2529         if (prev_mm == next_mm)
2530                 return;
2531
2532         membarrier_state = atomic_read(&next_mm->membarrier_state);
2533         if (READ_ONCE(rq->membarrier_state) == membarrier_state)
2534                 return;
2535
2536         WRITE_ONCE(rq->membarrier_state, membarrier_state);
2537 }
2538 #else
2539 static inline void membarrier_switch_mm(struct rq *rq,
2540                                         struct mm_struct *prev_mm,
2541                                         struct mm_struct *next_mm)
2542 {
2543 }
2544 #endif
2545
2546 #ifdef CONFIG_SMP
2547 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
2548 {
2549         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2550                 return false;
2551
2552         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
2553                 return false;
2554
2555         return true;
2556 }
2557 #endif
2558
2559 void swake_up_all_locked(struct swait_queue_head *q);
2560 void __prepare_to_swait(struct swait_queue_head *q, struct swait_queue *wait);