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((u64)delta_mine, cfs_rq->sleeper_bonus);
 307                 delta = min(delta, (unsigned long)(
 308                         (long)sysctl_sched_runtime_limit - curr->wait_runtime));
 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         /*
 497          * Do not boost sleepers if there's too much bonus 'in flight'
 498          * already:
 499          */
 500         if (unlikely(cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_runtime_limit))
 501                 return;
 502
 503         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
 504                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
 505
 506         delta_fair = se->delta_fair_sleep;
 507
 508         /*
 509          * Fix up delta_fair with the effect of us running
 510          * during the whole sleep period:
 511          */
 512         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
 513                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
 514                                                 load + se->load.weight);
 515
 516         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 517                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 518                                                         NICE_0_SHIFT);
 519
 520         prev_runtime = se->wait_runtime;
 521         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 522         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 523         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
 524
 525         /*
 526          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
 527          */
 528         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
 529 }
 530
 531 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 532 {
 533         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 534         unsigned long delta_fair;
 535
 536         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
 537                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
 538                 return;
 539
 540         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 541                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
 542
 543         se->delta_fair_sleep += delta_fair;
 544         if (unlikely(abs(se->delta_fair_sleep) >=
 545                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 546                 __enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 547                 se->delta_fair_sleep = 0;
 548         }
 549
 550         se->sleep_start_fair = 0;
 551
 552 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 553         if (se->sleep_start) {
 554                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 555
 556                 if ((s64)delta < 0)
 557                         delta = 0;
 558
 559                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 560                         se->sleep_max = delta;
 561
 562                 se->sleep_start = 0;
 563                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 564         }
 565         if (se->block_start) {
 566                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 567
 568                 if ((s64)delta < 0)
 569                         delta = 0;
 570
 571                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 572                         se->block_max = delta;
 573
 574                 se->block_start = 0;
 575                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 576         }
 577 #endif
 578 }
 579
 580 static void
 581 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 582 {
 583         /*
 584          * Update the fair clock.
 585          */
 586         update_curr(cfs_rq);
 587
 588         if (wakeup)
 589                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 590
 591         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 592         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 593 }
 594
 595 static void
 596 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 597 {
 598         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 599         if (sleep) {
 600                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 601 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 602                 if (entity_is_task(se)) {
 603                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 604
 605                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 606                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 607                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 608                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 609                 }
 610                 cfs_rq->wait_runtime -= se->wait_runtime;
 611 #endif
 612         }
 613         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 614 }
 615
 616 /*
 617  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 618  */
 619 static void
 620 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 621                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 622 {
 623         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
 624
 625         /*
 626          * Take scheduling granularity into account - do not
 627          * preempt the current task unless the best task has
 628          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
 629          */
 630         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
 631                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 632 }
 633
 634 static inline void
 635 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 636 {
 637         /*
 638          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 639          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 640          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
 641          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
 642          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
 643          */
 644         update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 645         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 646         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
 647 }
 648
 649 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 650 {
 651         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 652
 653         set_next_entity(cfs_rq, se);
 654
 655         return se;
 656 }
 657
 658 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 659 {
 660         /*
 661          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 662          * was not called and update_curr() has to be done:
 663          */
 664         if (prev->on_rq)
 665                 update_curr(cfs_rq);
 666
 667         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
 668
 669         if (prev->on_rq)
 670                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 671         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
 672 }
 673
 674 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 675 {
 676         struct sched_entity *next;
 677
 678         /*
 679          * Dequeue and enqueue the task to update its
 680          * position within the tree:
 681          */
 682         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 683         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 684
 685         /*
 686          * Reschedule if another task tops the current one.
 687          */
 688         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
 689         if (next == curr)
 690                 return;
 691
 692         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr, sysctl_sched_granularity);
 693 }
 694
 695 /**************************************************
 696  * CFS operations on tasks:
 697  */
 698
 699 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 700
 701 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 702 #define for_each_sched_entity(se) \
 703                 for (; se; se = se->parent)
 704
 705 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 706 {
 707         return p->se.cfs_rq;
 708 }
 709
 710 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 711 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 712 {
 713         return se->cfs_rq;
 714 }
 715
 716 /* runqueue "owned" by this group */
 717 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 718 {
 719         return grp->my_q;
 720 }
 721
 722 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 723  * another cpu ('this_cpu')
 724  */
 725 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 726 {
 727         /* A later patch will take group into account */
 728         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 729 }
 730
 731 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 732 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 733         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 734
 735 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
 736 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 737 {
 738         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
 739                 return 1;
 740
 741         return 0;
 742 }
 743
 744 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 745
 746 #define for_each_sched_entity(se) \
 747                 for (; se; se = NULL)
 748
 749 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 750 {
 751         return &task_rq(p)->cfs;
 752 }
 753
 754 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 755 {
 756         struct task_struct *p = task_of(se);
 757         struct rq *rq = task_rq(p);
 758
 759         return &rq->cfs;
 760 }
 761
 762 /* runqueue "owned" by this group */
 763 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 764 {
 765         return NULL;
 766 }
 767
 768 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 769 {
 770         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 771 }
 772
 773 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 774                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 775
 776 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 777 {
 778         return 1;
 779 }
 780
 781 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 782
 783 /*
 784  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 785  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 786  * then put the task into the rbtree:
 787  */
 788 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 789 {
 790         struct cfs_rq *cfs_rq;
 791         struct sched_entity *se = &p->se;
 792
 793         for_each_sched_entity(se) {
 794                 if (se->on_rq)
 795                         break;
 796                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 797                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 798         }
 799 }
 800
 801 /*
 802  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 803  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 804  * update the fair scheduling stats:
 805  */
 806 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 807 {
 808         struct cfs_rq *cfs_rq;
 809         struct sched_entity *se = &p->se;
 810
 811         for_each_sched_entity(se) {
 812                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 813                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 814                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 815                 if (cfs_rq->load.weight)
 816                         break;
 817         }
 818 }
 819
 820 /*
 821  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue
 822  */
 823 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 824 {
 825         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
 826
 827         __update_rq_clock(rq);
 828         /*
 829          * Dequeue and enqueue the task to update its
 830          * position within the tree:
 831          */
 832         dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 833         enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 834 }
 835
 836 /*
 837  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 838  */
 839 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 840 {
 841         struct task_struct *curr = rq->curr;
 842         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 843         unsigned long gran;
 844
 845         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 846                 update_rq_clock(rq);
 847                 update_curr(cfs_rq);
 848                 resched_task(curr);
 849                 return;
 850         }
 851
 852         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 853         /*
 854          * Batch tasks prefer throughput over latency:
 855          */
 856         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
 857                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
 858
 859         if (is_same_group(curr, p))
 860                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
 861 }
 862
 863 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
 864 {
 865         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 866         struct sched_entity *se;
 867
 868         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 869                 return NULL;
 870
 871         do {
 872                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
 873                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 874         } while (cfs_rq);
 875
 876         return task_of(se);
 877 }
 878
 879 /*
 880  * Account for a descheduled task:
 881  */
 882 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 883 {
 884         struct sched_entity *se = &prev->se;
 885         struct cfs_rq *cfs_rq;
 886
 887         for_each_sched_entity(se) {
 888                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 889                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
 890         }
 891 }
 892
 893 /**************************************************
 894  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 895  */
 896
 897 /*
 898  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 899  * during the whole iteration, the current task might be
 900  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 901  * achieve that by always pre-iterating before returning
 902  * the current task:
 903  */
 904 static inline struct task_struct *
 905 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 906 {
 907         struct task_struct *p;
 908
 909         if (!curr)
 910                 return NULL;
 911
 912         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 913         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 914
 915         return p;
 916 }
 917
 918 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 919 {
 920         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 921
 922         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 923 }
 924
 925 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 926 {
 927         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 928
 929         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 930 }
 931
 932 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 933 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
 934 {
 935         struct sched_entity *curr;
 936         struct task_struct *p;
 937
 938         if (!cfs_rq->nr_running)
 939                 return MAX_PRIO;
 940
 941         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
 942         p = task_of(curr);
 943
 944         return p->prio;
 945 }
 946 #endif
 947
 948 static unsigned long
 949 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 950                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
 951                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 952                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
 953 {
 954         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 955         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
 956         long rem_load_move = max_load_move;
 957         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 958
 959         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 960         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 961
 962         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 963 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 964                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
 965                 long imbalance;
 966                 unsigned long maxload;
 967
 968                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
 969
 970                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
 971                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
 972                 if (imbalance <= 0)
 973                         continue;
 974
 975                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
 976                 imbalance /= 2;
 977                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
 978
 979                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
 980 #else
 981 # define maxload rem_load_move
 982 #endif
 983                 /* pass busy_cfs_rq argument into
 984                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
 985                  */
 986                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
 987                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
 988                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
 989                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
 990
 991                 total_nr_moved += nr_moved;
 992                 max_nr_move -= nr_moved;
 993                 rem_load_move -= load_moved;
 994
 995                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
 996                         break;
 997         }
 998
 999         return max_load_move - rem_load_move;
1000 }
1001
1002 /*
1003  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1004  */
1005 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1006 {
1007         struct cfs_rq *cfs_rq;
1008         struct sched_entity *se = &curr->se;
1009
1010         for_each_sched_entity(se) {
1011                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1012                 entity_tick(cfs_rq, se);
1013         }
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1018  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1019  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1020  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1021  * the child is not running yet.
1022  */
1023 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1024 {
1025         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1026         struct sched_entity *se = &p->se;
1027
1028         sched_info_queued(p);
1029
1030         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1031         /*
1032          * Child runs first: we let it run before the parent
1033          * until it reschedules once. We set up the key so that
1034          * it will preempt the parent:
1035          */
1036         p->se.fair_key = current->se.fair_key -
1037                 niced_granularity(&rq->curr->se, sysctl_sched_granularity) - 1;
1038         /*
1039          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1040          * so do not credit it with that waiting time yet:
1041          */
1042         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1043                 p->se.wait_start_fair = 0;
1044
1045         /*
1046          * The statistical average of wait_runtime is about
1047          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1048          */
1049         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1050                 p->se.wait_runtime = -((long)sysctl_sched_granularity / 2);
1051
1052         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1053 }
1054
1055 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1056 /* Account for a task changing its policy or group.
1057  *
1058  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1059  * migrates between groups/classes.
1060  */
1061 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1062 {
1063         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1064
1065         for_each_sched_entity(se)
1066                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1067 }
1068 #else
1069 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1070 {
1071 }
1072 #endif
1073
1074 /*
1075  * All the scheduling class methods:
1076  */
1077 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1078         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1079         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1080         .yield_task             = yield_task_fair,
1081
1082         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1083
1084         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1085         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1086
1087         .load_balance           = load_balance_fair,
1088
1089         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1090         .task_tick              = task_tick_fair,
1091         .task_new               = task_new_fair,
1092 };
1093
1094 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1095 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1096 {
1097         struct cfs_rq *cfs_rq;
1098
1099         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1100                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1101 }
1102 #endif