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 = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
 307                 delta = min((u64)delta, cfs_rq->sleeper_bonus);
 308                 delta = min(delta, (unsigned long)(
 309                         (long)sysctl_sched_runtime_limit - curr->wait_runtime));
 310                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
 311                 delta_mine -= delta;
 312         }
 313
 314         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
 315         /*
 316          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
 317          * but we were only entitled to delta_mine amount of
 318          * time during that period (if nr_running == 1 then
 319          * the two values are equal)
 320          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
 321          */
 322         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
 323 }
 324
 325 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 326 {
 327         struct sched_entity *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
 328         unsigned long delta_exec;
 329
 330         if (unlikely(!curr))
 331                 return;
 332
 333         /*
 334          * Get the amount of time the current task was running
 335          * since the last time we changed load (this cannot
 336          * overflow on 32 bits):
 337          */
 338         delta_exec = (unsigned long)(rq_of(cfs_rq)->clock - curr->exec_start);
 339
 340         curr->delta_exec += delta_exec;
 341
 342         if (unlikely(curr->delta_exec > sysctl_sched_stat_granularity)) {
 343                 __update_curr(cfs_rq, curr);
 344                 curr->delta_exec = 0;
 345         }
 346         curr->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 347 }
 348
 349 static inline void
 350 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 351 {
 352         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 353         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
 354 }
 355
 356 /*
 357  * We calculate fair deltas here, so protect against the random effects
 358  * of a multiplication overflow by capping it to the runtime limit:
 359  */
 360 #if BITS_PER_LONG == 32
 361 static inline unsigned long
 362 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 363 {
 364         u64 tmp = (u64)delta * weight >> shift;
 365
 366         if (unlikely(tmp > sysctl_sched_runtime_limit*2))
 367                 return sysctl_sched_runtime_limit*2;
 368         return tmp;
 369 }
 370 #else
 371 static inline unsigned long
 372 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 373 {
 374         return delta * weight >> shift;
 375 }
 376 #endif
 377
 378 /*
 379  * Task is being enqueued - update stats:
 380  */
 381 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 382 {
 383         s64 key;
 384
 385         /*
 386          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 387          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 388          */
 389         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 390                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
 391         /*
 392          * Update the key:
 393          */
 394         key = cfs_rq->fair_clock;
 395
 396         /*
 397          * Optimize the common nice 0 case:
 398          */
 399         if (likely(se->load.weight == NICE_0_LOAD)) {
 400                 key -= se->wait_runtime;
 401         } else {
 402                 u64 tmp;
 403
 404                 if (se->wait_runtime < 0) {
 405                         tmp = -se->wait_runtime;
 406                         key += (tmp * se->load.inv_weight) >>
 407                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 408                 } else {
 409                         tmp = se->wait_runtime;
 410                         key -= (tmp * se->load.inv_weight) >>
 411                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 412                 }
 413         }
 414
 415         se->fair_key = key;
 416 }
 417
 418 /*
 419  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
 420  */
 421 static inline void
 422 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 423 {
 424         unsigned long delta_fair = se->delta_fair_run;
 425
 426         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
 427                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
 428
 429         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 430                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 431                                                         NICE_0_SHIFT);
 432
 433         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 434 }
 435
 436 static void
 437 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 438 {
 439         unsigned long delta_fair;
 440
 441         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 442                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
 443
 444         se->delta_fair_run += delta_fair;
 445         if (unlikely(abs(se->delta_fair_run) >=
 446                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 447                 __update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 448                 se->delta_fair_run = 0;
 449         }
 450
 451         se->wait_start_fair = 0;
 452         schedstat_set(se->wait_start, 0);
 453 }
 454
 455 static inline void
 456 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 457 {
 458         update_curr(cfs_rq);
 459         /*
 460          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 461          * waiting task:
 462          */
 463         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 464                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 465 }
 466
 467 /*
 468  * We are picking a new current task - update its stats:
 469  */
 470 static inline void
 471 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 472 {
 473         /*
 474          * We are starting a new run period:
 475          */
 476         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 477 }
 478
 479 /*
 480  * We are descheduling a task - update its stats:
 481  */
 482 static inline void
 483 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 484 {
 485         se->exec_start = 0;
 486 }
 487
 488 /**************************************************
 489  * Scheduling class queueing methods:
 490  */
 491
 492 static void __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 493 {
 494         unsigned long load = cfs_rq->load.weight, delta_fair;
 495         long prev_runtime;
 496
 497         /*
 498          * Do not boost sleepers if there's too much bonus 'in flight'
 499          * already:
 500          */
 501         if (unlikely(cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_runtime_limit))
 502                 return;
 503
 504         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
 505                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
 506
 507         delta_fair = se->delta_fair_sleep;
 508
 509         /*
 510          * Fix up delta_fair with the effect of us running
 511          * during the whole sleep period:
 512          */
 513         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
 514                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
 515                                                 load + se->load.weight);
 516
 517         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 518                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 519                                                         NICE_0_SHIFT);
 520
 521         prev_runtime = se->wait_runtime;
 522         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 523         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 524         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
 525
 526         /*
 527          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
 528          */
 529         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
 530 }
 531
 532 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 533 {
 534         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 535         unsigned long delta_fair;
 536
 537         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
 538                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
 539                 return;
 540
 541         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 542                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
 543
 544         se->delta_fair_sleep += delta_fair;
 545         if (unlikely(abs(se->delta_fair_sleep) >=
 546                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 547                 __enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 548                 se->delta_fair_sleep = 0;
 549         }
 550
 551         se->sleep_start_fair = 0;
 552
 553 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 554         if (se->sleep_start) {
 555                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 556
 557                 if ((s64)delta < 0)
 558                         delta = 0;
 559
 560                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 561                         se->sleep_max = delta;
 562
 563                 se->sleep_start = 0;
 564                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 565         }
 566         if (se->block_start) {
 567                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 568
 569                 if ((s64)delta < 0)
 570                         delta = 0;
 571
 572                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 573                         se->block_max = delta;
 574
 575                 se->block_start = 0;
 576                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 577         }
 578 #endif
 579 }
 580
 581 static void
 582 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 583 {
 584         /*
 585          * Update the fair clock.
 586          */
 587         update_curr(cfs_rq);
 588
 589         if (wakeup)
 590                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 591
 592         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 593         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 594 }
 595
 596 static void
 597 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 598 {
 599         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 600         if (sleep) {
 601                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 602 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 603                 if (entity_is_task(se)) {
 604                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 605
 606                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 607                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 608                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 609                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 610                 }
 611                 cfs_rq->wait_runtime -= se->wait_runtime;
 612 #endif
 613         }
 614         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 615 }
 616
 617 /*
 618  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 619  */
 620 static void
 621 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 622                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 623 {
 624         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
 625
 626         /*
 627          * Take scheduling granularity into account - do not
 628          * preempt the current task unless the best task has
 629          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
 630          */
 631         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
 632                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 633 }
 634
 635 static inline void
 636 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 637 {
 638         /*
 639          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 640          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 641          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
 642          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
 643          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
 644          */
 645         update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 646         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 647         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
 648 }
 649
 650 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 651 {
 652         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 653
 654         set_next_entity(cfs_rq, se);
 655
 656         return se;
 657 }
 658
 659 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 660 {
 661         /*
 662          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 663          * was not called and update_curr() has to be done:
 664          */
 665         if (prev->on_rq)
 666                 update_curr(cfs_rq);
 667
 668         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
 669
 670         if (prev->on_rq)
 671                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 672         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
 673 }
 674
 675 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 676 {
 677         struct sched_entity *next;
 678
 679         /*
 680          * Dequeue and enqueue the task to update its
 681          * position within the tree:
 682          */
 683         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 684         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 685
 686         /*
 687          * Reschedule if another task tops the current one.
 688          */
 689         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
 690         if (next == curr)
 691                 return;
 692
 693         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr, sysctl_sched_granularity);
 694 }
 695
 696 /**************************************************
 697  * CFS operations on tasks:
 698  */
 699
 700 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 701
 702 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 703 #define for_each_sched_entity(se) \
 704                 for (; se; se = se->parent)
 705
 706 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 707 {
 708         return p->se.cfs_rq;
 709 }
 710
 711 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 712 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 713 {
 714         return se->cfs_rq;
 715 }
 716
 717 /* runqueue "owned" by this group */
 718 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 719 {
 720         return grp->my_q;
 721 }
 722
 723 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 724  * another cpu ('this_cpu')
 725  */
 726 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 727 {
 728         /* A later patch will take group into account */
 729         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 730 }
 731
 732 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 733 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 734         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 735
 736 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
 737 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 738 {
 739         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
 740                 return 1;
 741
 742         return 0;
 743 }
 744
 745 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 746
 747 #define for_each_sched_entity(se) \
 748                 for (; se; se = NULL)
 749
 750 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 751 {
 752         return &task_rq(p)->cfs;
 753 }
 754
 755 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 756 {
 757         struct task_struct *p = task_of(se);
 758         struct rq *rq = task_rq(p);
 759
 760         return &rq->cfs;
 761 }
 762
 763 /* runqueue "owned" by this group */
 764 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 765 {
 766         return NULL;
 767 }
 768
 769 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 770 {
 771         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 772 }
 773
 774 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 775                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 776
 777 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 778 {
 779         return 1;
 780 }
 781
 782 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 783
 784 /*
 785  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 786  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 787  * then put the task into the rbtree:
 788  */
 789 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 790 {
 791         struct cfs_rq *cfs_rq;
 792         struct sched_entity *se = &p->se;
 793
 794         for_each_sched_entity(se) {
 795                 if (se->on_rq)
 796                         break;
 797                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 798                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 799         }
 800 }
 801
 802 /*
 803  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 804  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 805  * update the fair scheduling stats:
 806  */
 807 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 808 {
 809         struct cfs_rq *cfs_rq;
 810         struct sched_entity *se = &p->se;
 811
 812         for_each_sched_entity(se) {
 813                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 814                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 815                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 816                 if (cfs_rq->load.weight)
 817                         break;
 818         }
 819 }
 820
 821 /*
 822  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue
 823  */
 824 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 825 {
 826         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
 827
 828         __update_rq_clock(rq);
 829         /*
 830          * Dequeue and enqueue the task to update its
 831          * position within the tree:
 832          */
 833         dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 834         enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 835 }
 836
 837 /*
 838  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 839  */
 840 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 841 {
 842         struct task_struct *curr = rq->curr;
 843         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 844         unsigned long gran;
 845
 846         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 847                 update_rq_clock(rq);
 848                 update_curr(cfs_rq);
 849                 resched_task(curr);
 850                 return;
 851         }
 852
 853         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 854         /*
 855          * Batch tasks prefer throughput over latency:
 856          */
 857         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
 858                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
 859
 860         if (is_same_group(curr, p))
 861                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
 862 }
 863
 864 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
 865 {
 866         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 867         struct sched_entity *se;
 868
 869         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 870                 return NULL;
 871
 872         do {
 873                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
 874                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 875         } while (cfs_rq);
 876
 877         return task_of(se);
 878 }
 879
 880 /*
 881  * Account for a descheduled task:
 882  */
 883 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 884 {
 885         struct sched_entity *se = &prev->se;
 886         struct cfs_rq *cfs_rq;
 887
 888         for_each_sched_entity(se) {
 889                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 890                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
 891         }
 892 }
 893
 894 /**************************************************
 895  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 896  */
 897
 898 /*
 899  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 900  * during the whole iteration, the current task might be
 901  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 902  * achieve that by always pre-iterating before returning
 903  * the current task:
 904  */
 905 static inline struct task_struct *
 906 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 907 {
 908         struct task_struct *p;
 909
 910         if (!curr)
 911                 return NULL;
 912
 913         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 914         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 915
 916         return p;
 917 }
 918
 919 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 920 {
 921         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 922
 923         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 924 }
 925
 926 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 927 {
 928         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 929
 930         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 931 }
 932
 933 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 934 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
 935 {
 936         struct sched_entity *curr;
 937         struct task_struct *p;
 938
 939         if (!cfs_rq->nr_running)
 940                 return MAX_PRIO;
 941
 942         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
 943         p = task_of(curr);
 944
 945         return p->prio;
 946 }
 947 #endif
 948
 949 static unsigned long
 950 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 951                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
 952                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 953                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
 954 {
 955         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 956         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
 957         long rem_load_move = max_load_move;
 958         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 959
 960         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 961         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 962
 963         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 964 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 965                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
 966                 long imbalance;
 967                 unsigned long maxload;
 968
 969                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
 970
 971                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
 972                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
 973                 if (imbalance <= 0)
 974                         continue;
 975
 976                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
 977                 imbalance /= 2;
 978                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
 979
 980                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
 981 #else
 982 # define maxload rem_load_move
 983 #endif
 984                 /* pass busy_cfs_rq argument into
 985                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
 986                  */
 987                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
 988                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
 989                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
 990                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
 991
 992                 total_nr_moved += nr_moved;
 993                 max_nr_move -= nr_moved;
 994                 rem_load_move -= load_moved;
 995
 996                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
 997                         break;
 998         }
 999
1000         return max_load_move - rem_load_move;
1001 }
1002
1003 /*
1004  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1005  */
1006 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1007 {
1008         struct cfs_rq *cfs_rq;
1009         struct sched_entity *se = &curr->se;
1010
1011         for_each_sched_entity(se) {
1012                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1013                 entity_tick(cfs_rq, se);
1014         }
1015 }
1016
1017 /*
1018  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1019  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1020  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1021  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1022  * the child is not running yet.
1023  */
1024 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1025 {
1026         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1027         struct sched_entity *se = &p->se;
1028
1029         sched_info_queued(p);
1030
1031         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1032         /*
1033          * Child runs first: we let it run before the parent
1034          * until it reschedules once. We set up the key so that
1035          * it will preempt the parent:
1036          */
1037         p->se.fair_key = current->se.fair_key -
1038                 niced_granularity(&rq->curr->se, sysctl_sched_granularity) - 1;
1039         /*
1040          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1041          * so do not credit it with that waiting time yet:
1042          */
1043         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1044                 p->se.wait_start_fair = 0;
1045
1046         /*
1047          * The statistical average of wait_runtime is about
1048          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1049          */
1050         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1051                 p->se.wait_runtime = -(sysctl_sched_granularity / 2);
1052
1053         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1054 }
1055
1056 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1057 /* Account for a task changing its policy or group.
1058  *
1059  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1060  * migrates between groups/classes.
1061  */
1062 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1063 {
1064         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1065
1066         for_each_sched_entity(se)
1067                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1068 }
1069 #else
1070 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1071 {
1072 }
1073 #endif
1074
1075 /*
1076  * All the scheduling class methods:
1077  */
1078 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1079         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1080         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1081         .yield_task             = yield_task_fair,
1082
1083         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1084
1085         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1086         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1087
1088         .load_balance           = load_balance_fair,
1089
1090         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1091         .task_tick              = task_tick_fair,
1092         .task_new               = task_new_fair,
1093 };
1094
1095 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1096 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1097 {
1098         struct cfs_rq *cfs_rq;
1099
1100         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1101                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1102 }
1103 #endif