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
  20 /*
  21  * Preemption granularity:
  22  * (default: 10 msec, units: nanoseconds)
  23  *
  24  * NOTE: this granularity value is not the same as the concept of
  25  * 'timeslice length' - timeslices in CFS will typically be somewhat
  26  * larger than this value. (to see the precise effective timeslice
  27  * length of your workload, run vmstat and monitor the context-switches
  28  * field)
  29  *
  30  * On SMP systems the value of this is multiplied by the log2 of the
  31  * number of CPUs. (i.e. factor 2x on 2-way systems, 3x on 4-way
  32  * systems, 4x on 8-way systems, 5x on 16-way systems, etc.)
  33  */
  34 unsigned int sysctl_sched_granularity __read_mostly = 10000000UL;
  35
  36 /*
  37  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
  38  * (default: 25 msec, units: nanoseconds)
  39  *
  40  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  41  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  42  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  43  */
  44 unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity __read_mostly = 25000000UL;
  45
  46 /*
  47  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
  48  * (default: 1 msec, units: nanoseconds)
  49  *
  50  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  51  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  52  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  53  */
  54 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity __read_mostly = 1000000UL;
  55
  56 unsigned int sysctl_sched_stat_granularity __read_mostly;
  57
  58 /*
  59  * Initialized in sched_init_granularity() [to 5 times the base granularity]:
  60  */
  61 unsigned int sysctl_sched_runtime_limit __read_mostly;
  62
  63 /*
  64  * Debugging: various feature bits
  65  */
  66 enum {
  67         SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        = 1,
  68         SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          = 2,
  69         SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     = 4,
  70         SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     = 8,
  71         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 16,
  72         SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         = 32,
  73 };
  74
  75 unsigned int sysctl_sched_features __read_mostly =
  76                 SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        *1 |
  77                 SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          *0 |
  78                 SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     *1 |
  79                 SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     *1 |
  80                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          *1 |
  81                 SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         *0;
  82
  83 extern struct sched_class fair_sched_class;
  84
  85 /**************************************************************
  86  * CFS operations on generic schedulable entities:
  87  */
  88
  89 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
  90
  91 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
  92 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
  93 {
  94         return cfs_rq->rq;
  95 }
  96
  97 /* currently running entity (if any) on this cfs_rq */
  98 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
  99 {
 100         return cfs_rq->curr;
 101 }
 102
 103 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
 104 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
 105
 106 static inline void
 107 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 108 {
 109         cfs_rq->curr = se;
 110 }
 111
 112 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 113
 114 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 115 {
 116         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
 117 }
 118
 119 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 120 {
 121         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
 122
 123         if (unlikely(rq->curr->sched_class != &fair_sched_class))
 124                 return NULL;
 125
 126         return &rq->curr->se;
 127 }
 128
 129 #define entity_is_task(se)      1
 130
 131 static inline void
 132 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
 133
 134 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 135
 136 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
 137 {
 138         return container_of(se, struct task_struct, se);
 139 }
 140
 141
 142 /**************************************************************
 143  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
 144  */
 145
 146 /*
 147  * Enqueue an entity into the rb-tree:
 148  */
 149 static inline void
 150 __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 151 {
 152         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 153         struct rb_node *parent = NULL;
 154         struct sched_entity *entry;
 155         s64 key = se->fair_key;
 156         int leftmost = 1;
 157
 158         /*
 159          * Find the right place in the rbtree:
 160          */
 161         while (*link) {
 162                 parent = *link;
 163                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 164                 /*
 165                  * We dont care about collisions. Nodes with
 166                  * the same key stay together.
 167                  */
 168                 if (key - entry->fair_key < 0) {
 169                         link = &parent->rb_left;
 170                 } else {
 171                         link = &parent->rb_right;
 172                         leftmost = 0;
 173                 }
 174         }
 175
 176         /*
 177          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
 178          * used):
 179          */
 180         if (leftmost)
 181                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
 182
 183         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 184         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 185         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 186         cfs_rq->nr_running++;
 187         se->on_rq = 1;
 188 }
 189
 190 static inline void
 191 __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 192 {
 193         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 194                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
 195         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 196         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 197         cfs_rq->nr_running--;
 198         se->on_rq = 0;
 199 }
 200
 201 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
 202 {
 203         return cfs_rq->rb_leftmost;
 204 }
 205
 206 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 207 {
 208         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
 209 }
 210
 211 /**************************************************************
 212  * Scheduling class statistics methods:
 213  */
 214
 215 /*
 216  * We rescale the rescheduling granularity of tasks according to their
 217  * nice level, but only linearly, not exponentially:
 218  */
 219 static long
 220 niced_granularity(struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 221 {
 222         u64 tmp;
 223
 224         if (likely(curr->load.weight == NICE_0_LOAD))
 225                 return granularity;
 226         /*
 227          * Positive nice levels get the same granularity as nice-0:
 228          */
 229         if (likely(curr->load.weight < NICE_0_LOAD)) {
 230                 tmp = curr->load.weight * (u64)granularity;
 231                 return (long) (tmp >> NICE_0_SHIFT);
 232         }
 233         /*
 234          * Negative nice level tasks get linearly finer
 235          * granularity:
 236          */
 237         tmp = curr->load.inv_weight * (u64)granularity;
 238
 239         /*
 240          * It will always fit into 'long':
 241          */
 242         return (long) (tmp >> WMULT_SHIFT);
 243 }
 244
 245 static inline void
 246 limit_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 247 {
 248         long limit = sysctl_sched_runtime_limit;
 249
 250         /*
 251          * Niced tasks have the same history dynamic range as
 252          * non-niced tasks:
 253          */
 254         if (unlikely(se->wait_runtime > limit)) {
 255                 se->wait_runtime = limit;
 256                 schedstat_inc(se, wait_runtime_overruns);
 257                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_overruns);
 258         }
 259         if (unlikely(se->wait_runtime < -limit)) {
 260                 se->wait_runtime = -limit;
 261                 schedstat_inc(se, wait_runtime_underruns);
 262                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_underruns);
 263         }
 264 }
 265
 266 static inline void
 267 __add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
 268 {
 269         se->wait_runtime += delta;
 270         schedstat_add(se, sum_wait_runtime, delta);
 271         limit_wait_runtime(cfs_rq, se);
 272 }
 273
 274 static void
 275 add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
 276 {
 277         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
 278         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta);
 279         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 280 }
 281
 282 /*
 283  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
 284  * are not in our scheduling class.
 285  */
 286 static inline void
 287 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 288 {
 289         unsigned long delta, delta_exec, delta_fair, delta_mine;
 290         struct load_weight *lw = &cfs_rq->load;
 291         unsigned long load = lw->weight;
 292
 293         delta_exec = curr->delta_exec;
 294         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
 295
 296         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
 297         cfs_rq->exec_clock += delta_exec;
 298
 299         if (unlikely(!load))
 300                 return;
 301
 302         delta_fair = calc_delta_fair(delta_exec, lw);
 303         delta_mine = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
 304
 305         if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_granularity) {
 306                 delta = min(cfs_rq->sleeper_bonus, (u64)delta_exec);
 307                 delta = calc_delta_mine(delta, curr->load.weight, lw);
 308                 delta = min((u64)delta, cfs_rq->sleeper_bonus);
 309                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
 310                 delta_mine -= delta;
 311         }
 312
 313         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
 314         /*
 315          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
 316          * but we were only entitled to delta_mine amount of
 317          * time during that period (if nr_running == 1 then
 318          * the two values are equal)
 319          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
 320          */
 321         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
 322 }
 323
 324 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 325 {
 326         struct sched_entity *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
 327         unsigned long delta_exec;
 328
 329         if (unlikely(!curr))
 330                 return;
 331
 332         /*
 333          * Get the amount of time the current task was running
 334          * since the last time we changed load (this cannot
 335          * overflow on 32 bits):
 336          */
 337         delta_exec = (unsigned long)(rq_of(cfs_rq)->clock - curr->exec_start);
 338
 339         curr->delta_exec += delta_exec;
 340
 341         if (unlikely(curr->delta_exec > sysctl_sched_stat_granularity)) {
 342                 __update_curr(cfs_rq, curr);
 343                 curr->delta_exec = 0;
 344         }
 345         curr->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 346 }
 347
 348 static inline void
 349 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 350 {
 351         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 352         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
 353 }
 354
 355 /*
 356  * We calculate fair deltas here, so protect against the random effects
 357  * of a multiplication overflow by capping it to the runtime limit:
 358  */
 359 #if BITS_PER_LONG == 32
 360 static inline unsigned long
 361 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 362 {
 363         u64 tmp = (u64)delta * weight >> shift;
 364
 365         if (unlikely(tmp > sysctl_sched_runtime_limit*2))
 366                 return sysctl_sched_runtime_limit*2;
 367         return tmp;
 368 }
 369 #else
 370 static inline unsigned long
 371 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 372 {
 373         return delta * weight >> shift;
 374 }
 375 #endif
 376
 377 /*
 378  * Task is being enqueued - update stats:
 379  */
 380 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 381 {
 382         s64 key;
 383
 384         /*
 385          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 386          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 387          */
 388         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 389                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
 390         /*
 391          * Update the key:
 392          */
 393         key = cfs_rq->fair_clock;
 394
 395         /*
 396          * Optimize the common nice 0 case:
 397          */
 398         if (likely(se->load.weight == NICE_0_LOAD)) {
 399                 key -= se->wait_runtime;
 400         } else {
 401                 u64 tmp;
 402
 403                 if (se->wait_runtime < 0) {
 404                         tmp = -se->wait_runtime;
 405                         key += (tmp * se->load.inv_weight) >>
 406                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 407                 } else {
 408                         tmp = se->wait_runtime;
 409                         key -= (tmp * se->load.inv_weight) >>
 410                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 411                 }
 412         }
 413
 414         se->fair_key = key;
 415 }
 416
 417 /*
 418  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
 419  */
 420 static inline void
 421 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 422 {
 423         unsigned long delta_fair = se->delta_fair_run;
 424
 425         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
 426                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
 427
 428         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 429                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 430                                                         NICE_0_SHIFT);
 431
 432         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 433 }
 434
 435 static void
 436 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 437 {
 438         unsigned long delta_fair;
 439
 440         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 441                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
 442
 443         se->delta_fair_run += delta_fair;
 444         if (unlikely(abs(se->delta_fair_run) >=
 445                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 446                 __update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 447                 se->delta_fair_run = 0;
 448         }
 449
 450         se->wait_start_fair = 0;
 451         schedstat_set(se->wait_start, 0);
 452 }
 453
 454 static inline void
 455 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 456 {
 457         update_curr(cfs_rq);
 458         /*
 459          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 460          * waiting task:
 461          */
 462         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 463                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 464 }
 465
 466 /*
 467  * We are picking a new current task - update its stats:
 468  */
 469 static inline void
 470 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 471 {
 472         /*
 473          * We are starting a new run period:
 474          */
 475         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 476 }
 477
 478 /*
 479  * We are descheduling a task - update its stats:
 480  */
 481 static inline void
 482 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 483 {
 484         se->exec_start = 0;
 485 }
 486
 487 /**************************************************
 488  * Scheduling class queueing methods:
 489  */
 490
 491 static void __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 492 {
 493         unsigned long load = cfs_rq->load.weight, delta_fair;
 494         long prev_runtime;
 495
 496         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
 497                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
 498
 499         delta_fair = se->delta_fair_sleep;
 500
 501         /*
 502          * Fix up delta_fair with the effect of us running
 503          * during the whole sleep period:
 504          */
 505         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
 506                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
 507                                                 load + se->load.weight);
 508
 509         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 510                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 511                                                         NICE_0_SHIFT);
 512
 513         prev_runtime = se->wait_runtime;
 514         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 515         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
 516
 517         /*
 518          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
 519          */
 520         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
 521         if (unlikely(cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_runtime_limit))
 522                 cfs_rq->sleeper_bonus = sysctl_sched_runtime_limit;
 523
 524         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 525 }
 526
 527 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 528 {
 529         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 530         unsigned long delta_fair;
 531
 532         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
 533                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
 534                 return;
 535
 536         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 537                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
 538
 539         se->delta_fair_sleep += delta_fair;
 540         if (unlikely(abs(se->delta_fair_sleep) >=
 541                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 542                 __enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 543                 se->delta_fair_sleep = 0;
 544         }
 545
 546         se->sleep_start_fair = 0;
 547
 548 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 549         if (se->sleep_start) {
 550                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 551
 552                 if ((s64)delta < 0)
 553                         delta = 0;
 554
 555                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 556                         se->sleep_max = delta;
 557
 558                 se->sleep_start = 0;
 559                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 560         }
 561         if (se->block_start) {
 562                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 563
 564                 if ((s64)delta < 0)
 565                         delta = 0;
 566
 567                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 568                         se->block_max = delta;
 569
 570                 se->block_start = 0;
 571                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 572         }
 573 #endif
 574 }
 575
 576 static void
 577 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 578 {
 579         /*
 580          * Update the fair clock.
 581          */
 582         update_curr(cfs_rq);
 583
 584         if (wakeup)
 585                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 586
 587         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 588         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 589 }
 590
 591 static void
 592 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 593 {
 594         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 595         if (sleep) {
 596                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 597 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 598                 if (entity_is_task(se)) {
 599                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 600
 601                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 602                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 603                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 604                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 605                 }
 606                 cfs_rq->wait_runtime -= se->wait_runtime;
 607 #endif
 608         }
 609         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 610 }
 611
 612 /*
 613  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 614  */
 615 static void
 616 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 617                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 618 {
 619         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
 620
 621         /*
 622          * Take scheduling granularity into account - do not
 623          * preempt the current task unless the best task has
 624          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
 625          */
 626         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
 627                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 628 }
 629
 630 static inline void
 631 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 632 {
 633         /*
 634          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 635          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 636          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
 637          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
 638          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
 639          */
 640         update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 641         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 642         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
 643 }
 644
 645 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 646 {
 647         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 648
 649         set_next_entity(cfs_rq, se);
 650
 651         return se;
 652 }
 653
 654 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 655 {
 656         /*
 657          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 658          * was not called and update_curr() has to be done:
 659          */
 660         if (prev->on_rq)
 661                 update_curr(cfs_rq);
 662
 663         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
 664
 665         if (prev->on_rq)
 666                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 667         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
 668 }
 669
 670 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 671 {
 672         struct sched_entity *next;
 673
 674         /*
 675          * Dequeue and enqueue the task to update its
 676          * position within the tree:
 677          */
 678         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 679         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 680
 681         /*
 682          * Reschedule if another task tops the current one.
 683          */
 684         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
 685         if (next == curr)
 686                 return;
 687
 688         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr, sysctl_sched_granularity);
 689 }
 690
 691 /**************************************************
 692  * CFS operations on tasks:
 693  */
 694
 695 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 696
 697 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 698 #define for_each_sched_entity(se) \
 699                 for (; se; se = se->parent)
 700
 701 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 702 {
 703         return p->se.cfs_rq;
 704 }
 705
 706 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 707 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 708 {
 709         return se->cfs_rq;
 710 }
 711
 712 /* runqueue "owned" by this group */
 713 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 714 {
 715         return grp->my_q;
 716 }
 717
 718 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 719  * another cpu ('this_cpu')
 720  */
 721 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 722 {
 723         /* A later patch will take group into account */
 724         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 725 }
 726
 727 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 728 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 729         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 730
 731 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
 732 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 733 {
 734         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
 735                 return 1;
 736
 737         return 0;
 738 }
 739
 740 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 741
 742 #define for_each_sched_entity(se) \
 743                 for (; se; se = NULL)
 744
 745 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 746 {
 747         return &task_rq(p)->cfs;
 748 }
 749
 750 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 751 {
 752         struct task_struct *p = task_of(se);
 753         struct rq *rq = task_rq(p);
 754
 755         return &rq->cfs;
 756 }
 757
 758 /* runqueue "owned" by this group */
 759 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 760 {
 761         return NULL;
 762 }
 763
 764 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 765 {
 766         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 767 }
 768
 769 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 770                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 771
 772 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 773 {
 774         return 1;
 775 }
 776
 777 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 778
 779 /*
 780  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 781  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 782  * then put the task into the rbtree:
 783  */
 784 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 785 {
 786         struct cfs_rq *cfs_rq;
 787         struct sched_entity *se = &p->se;
 788
 789         for_each_sched_entity(se) {
 790                 if (se->on_rq)
 791                         break;
 792                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 793                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 794         }
 795 }
 796
 797 /*
 798  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 799  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 800  * update the fair scheduling stats:
 801  */
 802 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 803 {
 804         struct cfs_rq *cfs_rq;
 805         struct sched_entity *se = &p->se;
 806
 807         for_each_sched_entity(se) {
 808                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 809                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 810                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 811                 if (cfs_rq->load.weight)
 812                         break;
 813         }
 814 }
 815
 816 /*
 817  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue
 818  */
 819 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 820 {
 821         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
 822
 823         __update_rq_clock(rq);
 824         /*
 825          * Dequeue and enqueue the task to update its
 826          * position within the tree:
 827          */
 828         dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 829         enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 830 }
 831
 832 /*
 833  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 834  */
 835 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 836 {
 837         struct task_struct *curr = rq->curr;
 838         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 839         unsigned long gran;
 840
 841         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 842                 update_rq_clock(rq);
 843                 update_curr(cfs_rq);
 844                 resched_task(curr);
 845                 return;
 846         }
 847
 848         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 849         /*
 850          * Batch tasks prefer throughput over latency:
 851          */
 852         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
 853                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
 854
 855         if (is_same_group(curr, p))
 856                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
 857 }
 858
 859 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
 860 {
 861         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 862         struct sched_entity *se;
 863
 864         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 865                 return NULL;
 866
 867         do {
 868                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
 869                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 870         } while (cfs_rq);
 871
 872         return task_of(se);
 873 }
 874
 875 /*
 876  * Account for a descheduled task:
 877  */
 878 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 879 {
 880         struct sched_entity *se = &prev->se;
 881         struct cfs_rq *cfs_rq;
 882
 883         for_each_sched_entity(se) {
 884                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 885                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
 886         }
 887 }
 888
 889 /**************************************************
 890  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 891  */
 892
 893 /*
 894  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 895  * during the whole iteration, the current task might be
 896  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 897  * achieve that by always pre-iterating before returning
 898  * the current task:
 899  */
 900 static inline struct task_struct *
 901 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 902 {
 903         struct task_struct *p;
 904
 905         if (!curr)
 906                 return NULL;
 907
 908         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 909         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 910
 911         return p;
 912 }
 913
 914 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 915 {
 916         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 917
 918         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 919 }
 920
 921 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 922 {
 923         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 924
 925         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 926 }
 927
 928 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 929 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
 930 {
 931         struct sched_entity *curr;
 932         struct task_struct *p;
 933
 934         if (!cfs_rq->nr_running)
 935                 return MAX_PRIO;
 936
 937         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
 938         p = task_of(curr);
 939
 940         return p->prio;
 941 }
 942 #endif
 943
 944 static unsigned long
 945 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 946                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
 947                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 948                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
 949 {
 950         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 951         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
 952         long rem_load_move = max_load_move;
 953         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 954
 955         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 956         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 957
 958         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 959 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 960                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
 961                 long imbalance;
 962                 unsigned long maxload;
 963
 964                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
 965
 966                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
 967                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
 968                 if (imbalance <= 0)
 969                         continue;
 970
 971                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
 972                 imbalance /= 2;
 973                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
 974
 975                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
 976 #else
 977 # define maxload rem_load_move
 978 #endif
 979                 /* pass busy_cfs_rq argument into
 980                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
 981                  */
 982                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
 983                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
 984                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
 985                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
 986
 987                 total_nr_moved += nr_moved;
 988                 max_nr_move -= nr_moved;
 989                 rem_load_move -= load_moved;
 990
 991                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
 992                         break;
 993         }
 994
 995         return max_load_move - rem_load_move;
 996 }
 997
 998 /*
 999  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1000  */
1001 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1002 {
1003         struct cfs_rq *cfs_rq;
1004         struct sched_entity *se = &curr->se;
1005
1006         for_each_sched_entity(se) {
1007                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1008                 entity_tick(cfs_rq, se);
1009         }
1010 }
1011
1012 /*
1013  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1014  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1015  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1016  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1017  * the child is not running yet.
1018  */
1019 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1020 {
1021         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1022         struct sched_entity *se = &p->se;
1023
1024         sched_info_queued(p);
1025
1026         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1027         /*
1028          * Child runs first: we let it run before the parent
1029          * until it reschedules once. We set up the key so that
1030          * it will preempt the parent:
1031          */
1032         p->se.fair_key = current->se.fair_key -
1033                 niced_granularity(&rq->curr->se, sysctl_sched_granularity) - 1;
1034         /*
1035          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1036          * so do not credit it with that waiting time yet:
1037          */
1038         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1039                 p->se.wait_start_fair = 0;
1040
1041         /*
1042          * The statistical average of wait_runtime is about
1043          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1044          */
1045         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1046                 p->se.wait_runtime = -(sysctl_sched_granularity / 2);
1047
1048         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1049 }
1050
1051 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1052 /* Account for a task changing its policy or group.
1053  *
1054  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1055  * migrates between groups/classes.
1056  */
1057 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1058 {
1059         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1060
1061         for_each_sched_entity(se)
1062                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1063 }
1064 #else
1065 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1066 {
1067 }
1068 #endif
1069
1070 /*
1071  * All the scheduling class methods:
1072  */
1073 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1074         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1075         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1076         .yield_task             = yield_task_fair,
1077
1078         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1079
1080         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1081         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1082
1083         .load_balance           = load_balance_fair,
1084
1085         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1086         .task_tick              = task_tick_fair,
1087         .task_new               = task_new_fair,
1088 };
1089
1090 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1091 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1092 {
1093         struct cfs_rq *cfs_rq;
1094
1095         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1096                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1097 }
1098 #endif