kernel/sched_fair.c

   1 /*
   2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
   5  *
   6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
   7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
   8  *
   9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
  10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
  11  *
  12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
  13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
  14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
  15  *
  16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
  17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
  18  *
  19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
  20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
  21  */
  22
  23 /*
  24  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
  25  */
  26 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
  27 # define const_debug __read_mostly
  28 #else
  29 # define const_debug static const
  30 #endif
  31
  32 /*
  33  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
  34  * (default: 20ms, units: nanoseconds)
  35  *
  36  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
  37  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length.
  38  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
  39  *  run vmstat and monitor the context-switches field)
  40  *
  41  * On SMP systems the value of this is multiplied by the log2 of the
  42  * number of CPUs. (i.e. factor 2x on 2-way systems, 3x on 4-way
  43  * systems, 4x on 8-way systems, 5x on 16-way systems, etc.)
  44  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
  45  */
  46 const_debug unsigned int sysctl_sched_latency = 20000000ULL;
  47
  48 /*
  49  * After fork, child runs first. (default) If set to 0 then
  50  * parent will (try to) run first.
  51  */
  52 const_debug unsigned int sysctl_sched_child_runs_first = 1;
  53
  54 /*
  55  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
  56  * (default: 2 msec, units: nanoseconds)
  57  */
  58 unsigned int sysctl_sched_min_granularity __read_mostly = 2000000ULL;
  59
  60 /*
  61  * sys_sched_yield() compat mode
  62  *
  63  * This option switches the agressive yield implementation of the
  64  * old scheduler back on.
  65  */
  66 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
  67
  68 /*
  69  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
  70  * (default: 25 msec, units: nanoseconds)
  71  *
  72  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  73  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  74  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  75  */
  76 const_debug unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity = 25000000UL;
  77
  78 /*
  79  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
  80  * (default: 1 msec, units: nanoseconds)
  81  *
  82  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  83  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  84  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  85  */
  86 const_debug unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
  87
  88 const_debug unsigned int sysctl_sched_stat_granularity;
  89
  90 unsigned int sysctl_sched_runtime_limit __read_mostly;
  91
  92 /*
  93  * Debugging: various feature bits
  94  */
  95 enum {
  96         SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        = 1,
  97         SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          = 2,
  98         SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     = 4,
  99         SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     = 8,
 100         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 16,
 101         SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         = 32,
 102 };
 103
 104 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
 105                 SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        *1 |
 106                 SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          *0 |
 107                 SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     *1 |
 108                 SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     *1 |
 109                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          *1 |
 110                 SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         *0;
 111
 112 extern struct sched_class fair_sched_class;
 113
 114 /**************************************************************
 115  * CFS operations on generic schedulable entities:
 116  */
 117
 118 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 119
 120 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
 121 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 122 {
 123         return cfs_rq->rq;
 124 }
 125
 126 /* currently running entity (if any) on this cfs_rq */
 127 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 128 {
 129         return cfs_rq->curr;
 130 }
 131
 132 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
 133 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
 134
 135 static inline void
 136 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 137 {
 138         cfs_rq->curr = se;
 139 }
 140
 141 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 142
 143 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 144 {
 145         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
 146 }
 147
 148 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 149 {
 150         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
 151
 152         if (unlikely(rq->curr->sched_class != &fair_sched_class))
 153                 return NULL;
 154
 155         return &rq->curr->se;
 156 }
 157
 158 #define entity_is_task(se)      1
 159
 160 static inline void
 161 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
 162
 163 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 164
 165 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
 166 {
 167         return container_of(se, struct task_struct, se);
 168 }
 169
 170
 171 /**************************************************************
 172  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
 173  */
 174
 175 /*
 176  * Enqueue an entity into the rb-tree:
 177  */
 178 static inline void
 179 __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 180 {
 181         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 182         struct rb_node *parent = NULL;
 183         struct sched_entity *entry;
 184         s64 key = se->fair_key;
 185         int leftmost = 1;
 186
 187         /*
 188          * Find the right place in the rbtree:
 189          */
 190         while (*link) {
 191                 parent = *link;
 192                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 193                 /*
 194                  * We dont care about collisions. Nodes with
 195                  * the same key stay together.
 196                  */
 197                 if (key - entry->fair_key < 0) {
 198                         link = &parent->rb_left;
 199                 } else {
 200                         link = &parent->rb_right;
 201                         leftmost = 0;
 202                 }
 203         }
 204
 205         /*
 206          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
 207          * used):
 208          */
 209         if (leftmost)
 210                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
 211
 212         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 213         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 214         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 215         cfs_rq->nr_running++;
 216         se->on_rq = 1;
 217
 218         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 219 }
 220
 221 static inline void
 222 __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 223 {
 224         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 225                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
 226         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 227         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 228         cfs_rq->nr_running--;
 229         se->on_rq = 0;
 230
 231         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
 232 }
 233
 234 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
 235 {
 236         return cfs_rq->rb_leftmost;
 237 }
 238
 239 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 240 {
 241         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
 242 }
 243
 244 /**************************************************************
 245  * Scheduling class statistics methods:
 246  */
 247
 248 /*
 249  * Calculate the preemption granularity needed to schedule every
 250  * runnable task once per sysctl_sched_latency amount of time.
 251  * (down to a sensible low limit on granularity)
 252  *
 253  * For example, if there are 2 tasks running and latency is 10 msecs,
 254  * we switch tasks every 5 msecs. If we have 3 tasks running, we have
 255  * to switch tasks every 3.33 msecs to get a 10 msecs observed latency
 256  * for each task. We do finer and finer scheduling up to until we
 257  * reach the minimum granularity value.
 258  *
 259  * To achieve this we use the following dynamic-granularity rule:
 260  *
 261  *    gran = lat/nr - lat/nr/nr
 262  *
 263  * This comes out of the following equations:
 264  *
 265  *    kA1 + gran = kB1
 266  *    kB2 + gran = kA2
 267  *    kA2 = kA1
 268  *    kB2 = kB1 - d + d/nr
 269  *    lat = d * nr
 270  *
 271  * Where 'k' is key, 'A' is task A (waiting), 'B' is task B (running),
 272  * '1' is start of time, '2' is end of time, 'd' is delay between
 273  * 1 and 2 (during which task B was running), 'nr' is number of tasks
 274  * running, 'lat' is the the period of each task. ('lat' is the
 275  * sched_latency that we aim for.)
 276  */
 277 static long
 278 sched_granularity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 279 {
 280         unsigned int gran = sysctl_sched_latency;
 281         unsigned int nr = cfs_rq->nr_running;
 282
 283         if (nr > 1) {
 284                 gran = gran/nr - gran/nr/nr;
 285                 gran = max(gran, sysctl_sched_min_granularity);
 286         }
 287
 288         return gran;
 289 }
 290
 291 /*
 292  * We rescale the rescheduling granularity of tasks according to their
 293  * nice level, but only linearly, not exponentially:
 294  */
 295 static long
 296 niced_granularity(struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 297 {
 298         u64 tmp;
 299
 300         if (likely(curr->load.weight == NICE_0_LOAD))
 301                 return granularity;
 302         /*
 303          * Positive nice levels get the same granularity as nice-0:
 304          */
 305         if (likely(curr->load.weight < NICE_0_LOAD)) {
 306                 tmp = curr->load.weight * (u64)granularity;
 307                 return (long) (tmp >> NICE_0_SHIFT);
 308         }
 309         /*
 310          * Negative nice level tasks get linearly finer
 311          * granularity:
 312          */
 313         tmp = curr->load.inv_weight * (u64)granularity;
 314
 315         /*
 316          * It will always fit into 'long':
 317          */
 318         return (long) (tmp >> (WMULT_SHIFT-NICE_0_SHIFT));
 319 }
 320
 321 static inline void
 322 limit_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 323 {
 324         long limit = sysctl_sched_runtime_limit;
 325
 326         /*
 327          * Niced tasks have the same history dynamic range as
 328          * non-niced tasks:
 329          */
 330         if (unlikely(se->wait_runtime > limit)) {
 331                 se->wait_runtime = limit;
 332                 schedstat_inc(se, wait_runtime_overruns);
 333                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_overruns);
 334         }
 335         if (unlikely(se->wait_runtime < -limit)) {
 336                 se->wait_runtime = -limit;
 337                 schedstat_inc(se, wait_runtime_underruns);
 338                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_underruns);
 339         }
 340 }
 341
 342 static inline void
 343 __add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
 344 {
 345         se->wait_runtime += delta;
 346         schedstat_add(se, sum_wait_runtime, delta);
 347         limit_wait_runtime(cfs_rq, se);
 348 }
 349
 350 static void
 351 add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
 352 {
 353         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
 354         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta);
 355         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 356 }
 357
 358 /*
 359  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
 360  * are not in our scheduling class.
 361  */
 362 static inline void
 363 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 364 {
 365         unsigned long delta, delta_exec, delta_fair, delta_mine;
 366         struct load_weight *lw = &cfs_rq->load;
 367         unsigned long load = lw->weight;
 368
 369         delta_exec = curr->delta_exec;
 370         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
 371
 372         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
 373         cfs_rq->exec_clock += delta_exec;
 374
 375         if (unlikely(!load))
 376                 return;
 377
 378         delta_fair = calc_delta_fair(delta_exec, lw);
 379         delta_mine = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
 380
 381         if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_min_granularity) {
 382                 delta = min((u64)delta_mine, cfs_rq->sleeper_bonus);
 383                 delta = min(delta, (unsigned long)(
 384                         (long)sysctl_sched_runtime_limit - curr->wait_runtime));
 385                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
 386                 delta_mine -= delta;
 387         }
 388
 389         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
 390         /*
 391          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
 392          * but we were only entitled to delta_mine amount of
 393          * time during that period (if nr_running == 1 then
 394          * the two values are equal)
 395          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
 396          */
 397         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
 398 }
 399
 400 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 401 {
 402         struct sched_entity *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
 403         unsigned long delta_exec;
 404
 405         if (unlikely(!curr))
 406                 return;
 407
 408         /*
 409          * Get the amount of time the current task was running
 410          * since the last time we changed load (this cannot
 411          * overflow on 32 bits):
 412          */
 413         delta_exec = (unsigned long)(rq_of(cfs_rq)->clock - curr->exec_start);
 414
 415         curr->delta_exec += delta_exec;
 416
 417         if (unlikely(curr->delta_exec > sysctl_sched_stat_granularity)) {
 418                 __update_curr(cfs_rq, curr);
 419                 curr->delta_exec = 0;
 420         }
 421         curr->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 422 }
 423
 424 static inline void
 425 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 426 {
 427         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 428         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
 429 }
 430
 431 /*
 432  * We calculate fair deltas here, so protect against the random effects
 433  * of a multiplication overflow by capping it to the runtime limit:
 434  */
 435 #if BITS_PER_LONG == 32
 436 static inline unsigned long
 437 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 438 {
 439         u64 tmp = (u64)delta * weight >> shift;
 440
 441         if (unlikely(tmp > sysctl_sched_runtime_limit*2))
 442                 return sysctl_sched_runtime_limit*2;
 443         return tmp;
 444 }
 445 #else
 446 static inline unsigned long
 447 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 448 {
 449         return delta * weight >> shift;
 450 }
 451 #endif
 452
 453 /*
 454  * Task is being enqueued - update stats:
 455  */
 456 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 457 {
 458         s64 key;
 459
 460         /*
 461          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 462          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 463          */
 464         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 465                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
 466         /*
 467          * Update the key:
 468          */
 469         key = cfs_rq->fair_clock;
 470
 471         /*
 472          * Optimize the common nice 0 case:
 473          */
 474         if (likely(se->load.weight == NICE_0_LOAD)) {
 475                 key -= se->wait_runtime;
 476         } else {
 477                 u64 tmp;
 478
 479                 if (se->wait_runtime < 0) {
 480                         tmp = -se->wait_runtime;
 481                         key += (tmp * se->load.inv_weight) >>
 482                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 483                 } else {
 484                         tmp = se->wait_runtime;
 485                         key -= (tmp * se->load.inv_weight) >>
 486                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 487                 }
 488         }
 489
 490         se->fair_key = key;
 491 }
 492
 493 /*
 494  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
 495  */
 496 static inline void
 497 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 498 {
 499         unsigned long delta_fair = se->delta_fair_run;
 500
 501         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
 502                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
 503
 504         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 505                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 506                                                         NICE_0_SHIFT);
 507
 508         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 509 }
 510
 511 static void
 512 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 513 {
 514         unsigned long delta_fair;
 515
 516         if (unlikely(!se->wait_start_fair))
 517                 return;
 518
 519         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 520                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
 521
 522         se->delta_fair_run += delta_fair;
 523         if (unlikely(abs(se->delta_fair_run) >=
 524                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 525                 __update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 526                 se->delta_fair_run = 0;
 527         }
 528
 529         se->wait_start_fair = 0;
 530         schedstat_set(se->wait_start, 0);
 531 }
 532
 533 static inline void
 534 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 535 {
 536         update_curr(cfs_rq);
 537         /*
 538          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 539          * waiting task:
 540          */
 541         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 542                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 543 }
 544
 545 /*
 546  * We are picking a new current task - update its stats:
 547  */
 548 static inline void
 549 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 550 {
 551         /*
 552          * We are starting a new run period:
 553          */
 554         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 555 }
 556
 557 /*
 558  * We are descheduling a task - update its stats:
 559  */
 560 static inline void
 561 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 562 {
 563         se->exec_start = 0;
 564 }
 565
 566 /**************************************************
 567  * Scheduling class queueing methods:
 568  */
 569
 570 static void __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 571 {
 572         unsigned long load = cfs_rq->load.weight, delta_fair;
 573         long prev_runtime;
 574
 575         /*
 576          * Do not boost sleepers if there's too much bonus 'in flight'
 577          * already:
 578          */
 579         if (unlikely(cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_runtime_limit))
 580                 return;
 581
 582         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
 583                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
 584
 585         delta_fair = se->delta_fair_sleep;
 586
 587         /*
 588          * Fix up delta_fair with the effect of us running
 589          * during the whole sleep period:
 590          */
 591         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
 592                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
 593                                                 load + se->load.weight);
 594
 595         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 596                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 597                                                         NICE_0_SHIFT);
 598
 599         prev_runtime = se->wait_runtime;
 600         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 601         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
 602
 603         /*
 604          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
 605          */
 606         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
 607 }
 608
 609 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 610 {
 611         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 612         unsigned long delta_fair;
 613
 614         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
 615                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
 616                 return;
 617
 618         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 619                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
 620
 621         se->delta_fair_sleep += delta_fair;
 622         if (unlikely(abs(se->delta_fair_sleep) >=
 623                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 624                 __enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 625                 se->delta_fair_sleep = 0;
 626         }
 627
 628         se->sleep_start_fair = 0;
 629
 630 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 631         if (se->sleep_start) {
 632                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 633
 634                 if ((s64)delta < 0)
 635                         delta = 0;
 636
 637                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 638                         se->sleep_max = delta;
 639
 640                 se->sleep_start = 0;
 641                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 642         }
 643         if (se->block_start) {
 644                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 645
 646                 if ((s64)delta < 0)
 647                         delta = 0;
 648
 649                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 650                         se->block_max = delta;
 651
 652                 se->block_start = 0;
 653                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 654
 655                 /*
 656                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
 657                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
 658                  * time that the task spent sleeping:
 659                  */
 660                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
 661                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
 662                                      delta >> 20);
 663                 }
 664         }
 665 #endif
 666 }
 667
 668 static void
 669 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 670 {
 671         /*
 672          * Update the fair clock.
 673          */
 674         update_curr(cfs_rq);
 675
 676         if (wakeup)
 677                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 678
 679         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 680         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 681 }
 682
 683 static void
 684 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 685 {
 686         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 687         if (sleep) {
 688                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 689 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 690                 if (entity_is_task(se)) {
 691                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 692
 693                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 694                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 695                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 696                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 697                 }
 698 #endif
 699         }
 700         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 701 }
 702
 703 /*
 704  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 705  */
 706 static void
 707 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 708                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 709 {
 710         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
 711         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
 712
 713         /*
 714          * ideal_runtime is compared against sum_exec_runtime, which is
 715          * walltime, hence do not scale.
 716          */
 717         ideal_runtime = max(sysctl_sched_latency / cfs_rq->nr_running,
 718                         (unsigned long)sysctl_sched_min_granularity);
 719
 720         /*
 721          * If we executed more than what the latency constraint suggests,
 722          * reduce the rescheduling granularity. This way the total latency
 723          * of how much a task is not scheduled converges to
 724          * sysctl_sched_latency:
 725          */
 726         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
 727         if (delta_exec > ideal_runtime)
 728                 granularity = 0;
 729
 730         /*
 731          * Take scheduling granularity into account - do not
 732          * preempt the current task unless the best task has
 733          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
 734          *
 735          * scale granularity as key space is in fair_clock.
 736          */
 737         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
 738                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 739 }
 740
 741 static inline void
 742 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 743 {
 744         /*
 745          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 746          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 747          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
 748          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
 749          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
 750          */
 751         update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 752         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 753         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
 754 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 755         /*
 756          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
 757          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
 758          * when there are only lesser-weight tasks around):
 759          */
 760         if (rq_of(cfs_rq)->ls.load.weight >= 2*se->load.weight) {
 761                 se->slice_max = max(se->slice_max,
 762                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
 763         }
 764 #endif
 765         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
 766 }
 767
 768 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 769 {
 770         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 771
 772         set_next_entity(cfs_rq, se);
 773
 774         return se;
 775 }
 776
 777 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 778 {
 779         /*
 780          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 781          * was not called and update_curr() has to be done:
 782          */
 783         if (prev->on_rq)
 784                 update_curr(cfs_rq);
 785
 786         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
 787
 788         if (prev->on_rq)
 789                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 790         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
 791 }
 792
 793 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 794 {
 795         struct sched_entity *next;
 796
 797         /*
 798          * Dequeue and enqueue the task to update its
 799          * position within the tree:
 800          */
 801         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 802         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 803
 804         /*
 805          * Reschedule if another task tops the current one.
 806          */
 807         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
 808         if (next == curr)
 809                 return;
 810
 811         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr,
 812                         sched_granularity(cfs_rq));
 813 }
 814
 815 /**************************************************
 816  * CFS operations on tasks:
 817  */
 818
 819 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 820
 821 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 822 #define for_each_sched_entity(se) \
 823                 for (; se; se = se->parent)
 824
 825 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 826 {
 827         return p->se.cfs_rq;
 828 }
 829
 830 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 831 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 832 {
 833         return se->cfs_rq;
 834 }
 835
 836 /* runqueue "owned" by this group */
 837 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 838 {
 839         return grp->my_q;
 840 }
 841
 842 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 843  * another cpu ('this_cpu')
 844  */
 845 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 846 {
 847         /* A later patch will take group into account */
 848         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 849 }
 850
 851 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 852 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 853         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 854
 855 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
 856 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 857 {
 858         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
 859                 return 1;
 860
 861         return 0;
 862 }
 863
 864 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 865
 866 #define for_each_sched_entity(se) \
 867                 for (; se; se = NULL)
 868
 869 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 870 {
 871         return &task_rq(p)->cfs;
 872 }
 873
 874 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 875 {
 876         struct task_struct *p = task_of(se);
 877         struct rq *rq = task_rq(p);
 878
 879         return &rq->cfs;
 880 }
 881
 882 /* runqueue "owned" by this group */
 883 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 884 {
 885         return NULL;
 886 }
 887
 888 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 889 {
 890         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 891 }
 892
 893 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 894                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 895
 896 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 897 {
 898         return 1;
 899 }
 900
 901 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 902
 903 /*
 904  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 905  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 906  * then put the task into the rbtree:
 907  */
 908 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 909 {
 910         struct cfs_rq *cfs_rq;
 911         struct sched_entity *se = &p->se;
 912
 913         for_each_sched_entity(se) {
 914                 if (se->on_rq)
 915                         break;
 916                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 917                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 918         }
 919 }
 920
 921 /*
 922  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 923  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 924  * update the fair scheduling stats:
 925  */
 926 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 927 {
 928         struct cfs_rq *cfs_rq;
 929         struct sched_entity *se = &p->se;
 930
 931         for_each_sched_entity(se) {
 932                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 933                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 934                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 935                 if (cfs_rq->load.weight)
 936                         break;
 937         }
 938 }
 939
 940 /*
 941  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
 942  *
 943  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
 944  */
 945 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 946 {
 947         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
 948         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 949         struct sched_entity *rightmost, *se = &p->se;
 950         struct rb_node *parent;
 951
 952         /*
 953          * Are we the only task in the tree?
 954          */
 955         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
 956                 return;
 957
 958         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
 959                 __update_rq_clock(rq);
 960                 /*
 961                  * Dequeue and enqueue the task to update its
 962                  * position within the tree:
 963                  */
 964                 dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 965                 enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 966
 967                 return;
 968         }
 969         /*
 970          * Find the rightmost entry in the rbtree:
 971          */
 972         do {
 973                 parent = *link;
 974                 link = &parent->rb_right;
 975         } while (*link);
 976
 977         rightmost = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 978         /*
 979          * Already in the rightmost position?
 980          */
 981         if (unlikely(rightmost == se))
 982                 return;
 983
 984         /*
 985          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
 986          */
 987         se->fair_key = rightmost->fair_key + 1;
 988
 989         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 990                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
 991         /*
 992          * Relink the task to the rightmost position:
 993          */
 994         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 995         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 996         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 997 }
 998
 999 /*
1000  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1001  */
1002 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1003 {
1004         struct task_struct *curr = rq->curr;
1005         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1006         unsigned long gran;
1007
1008         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
1009                 update_rq_clock(rq);
1010                 update_curr(cfs_rq);
1011                 resched_task(curr);
1012                 return;
1013         }
1014
1015         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1016         /*
1017          * Batch tasks prefer throughput over latency:
1018          */
1019         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
1020                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
1021
1022         if (is_same_group(curr, p))
1023                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
1024 }
1025
1026 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1027 {
1028         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1029         struct sched_entity *se;
1030
1031         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
1032                 return NULL;
1033
1034         do {
1035                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1036                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1037         } while (cfs_rq);
1038
1039         return task_of(se);
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Account for a descheduled task:
1044  */
1045 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1046 {
1047         struct sched_entity *se = &prev->se;
1048         struct cfs_rq *cfs_rq;
1049
1050         for_each_sched_entity(se) {
1051                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1052                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1053         }
1054 }
1055
1056 /**************************************************
1057  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1058  */
1059
1060 /*
1061  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
1062  * during the whole iteration, the current task might be
1063  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
1064  * achieve that by always pre-iterating before returning
1065  * the current task:
1066  */
1067 static inline struct task_struct *
1068 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
1069 {
1070         struct task_struct *p;
1071
1072         if (!curr)
1073                 return NULL;
1074
1075         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
1076         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
1077
1078         return p;
1079 }
1080
1081 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
1082 {
1083         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1084
1085         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
1086 }
1087
1088 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
1089 {
1090         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1091
1092         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
1093 }
1094
1095 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1096 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
1097 {
1098         struct sched_entity *curr;
1099         struct task_struct *p;
1100
1101         if (!cfs_rq->nr_running)
1102                 return MAX_PRIO;
1103
1104         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
1105         p = task_of(curr);
1106
1107         return p->prio;
1108 }
1109 #endif
1110
1111 static unsigned long
1112 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1113                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
1114                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1115                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1116 {
1117         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1118         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
1119         long rem_load_move = max_load_move;
1120         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1121
1122         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1123         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1124
1125         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1126 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1127                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
1128                 long imbalance;
1129                 unsigned long maxload;
1130
1131                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
1132
1133                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
1134                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
1135                 if (imbalance <= 0)
1136                         continue;
1137
1138                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
1139                 imbalance /= 2;
1140                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
1141
1142                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
1143 #else
1144 # define maxload rem_load_move
1145 #endif
1146                 /* pass busy_cfs_rq argument into
1147                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1148                  */
1149                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1150                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1151                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
1152                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
1153
1154                 total_nr_moved += nr_moved;
1155                 max_nr_move -= nr_moved;
1156                 rem_load_move -= load_moved;
1157
1158                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
1159                         break;
1160         }
1161
1162         return max_load_move - rem_load_move;
1163 }
1164
1165 /*
1166  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1167  */
1168 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1169 {
1170         struct cfs_rq *cfs_rq;
1171         struct sched_entity *se = &curr->se;
1172
1173         for_each_sched_entity(se) {
1174                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1175                 entity_tick(cfs_rq, se);
1176         }
1177 }
1178
1179 /*
1180  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1181  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1182  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1183  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1184  * the child is not running yet.
1185  */
1186 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1187 {
1188         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1189         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
1190
1191         sched_info_queued(p);
1192
1193         update_curr(cfs_rq);
1194         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1195         /*
1196          * Child runs first: we let it run before the parent
1197          * until it reschedules once. We set up the key so that
1198          * it will preempt the parent:
1199          */
1200         se->fair_key = curr->fair_key -
1201                 niced_granularity(curr, sched_granularity(cfs_rq)) - 1;
1202         /*
1203          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1204          * so do not credit it with that waiting time yet:
1205          */
1206         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1207                 se->wait_start_fair = 0;
1208
1209         /*
1210          * The statistical average of wait_runtime is about
1211          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1212          */
1213         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1214                 se->wait_runtime = -(sched_granularity(cfs_rq) / 2);
1215
1216         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1217         resched_task(rq->curr);
1218 }
1219
1220 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1221 /* Account for a task changing its policy or group.
1222  *
1223  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1224  * migrates between groups/classes.
1225  */
1226 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1227 {
1228         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1229
1230         for_each_sched_entity(se)
1231                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1232 }
1233 #else
1234 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1235 {
1236 }
1237 #endif
1238
1239 /*
1240  * All the scheduling class methods:
1241  */
1242 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1243         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1244         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1245         .yield_task             = yield_task_fair,
1246
1247         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1248
1249         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1250         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1251
1252         .load_balance           = load_balance_fair,
1253
1254         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1255         .task_tick              = task_tick_fair,
1256         .task_new               = task_new_fair,
1257 };
1258
1259 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1260 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1261 {
1262         struct cfs_rq *cfs_rq;
1263
1264         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1265                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1266 }
1267 #endif