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                 delta = min(delta, (unsigned long)(
 310                         (long)sysctl_sched_runtime_limit - curr->wait_runtime));
 311                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
 312                 delta_mine -= delta;
 313         }
 314
 315         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
 316         /*
 317          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
 318          * but we were only entitled to delta_mine amount of
 319          * time during that period (if nr_running == 1 then
 320          * the two values are equal)
 321          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
 322          */
 323         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
 324 }
 325
 326 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 327 {
 328         struct sched_entity *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
 329         unsigned long delta_exec;
 330
 331         if (unlikely(!curr))
 332                 return;
 333
 334         /*
 335          * Get the amount of time the current task was running
 336          * since the last time we changed load (this cannot
 337          * overflow on 32 bits):
 338          */
 339         delta_exec = (unsigned long)(rq_of(cfs_rq)->clock - curr->exec_start);
 340
 341         curr->delta_exec += delta_exec;
 342
 343         if (unlikely(curr->delta_exec > sysctl_sched_stat_granularity)) {
 344                 __update_curr(cfs_rq, curr);
 345                 curr->delta_exec = 0;
 346         }
 347         curr->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 348 }
 349
 350 static inline void
 351 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 352 {
 353         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 354         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
 355 }
 356
 357 /*
 358  * We calculate fair deltas here, so protect against the random effects
 359  * of a multiplication overflow by capping it to the runtime limit:
 360  */
 361 #if BITS_PER_LONG == 32
 362 static inline unsigned long
 363 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 364 {
 365         u64 tmp = (u64)delta * weight >> shift;
 366
 367         if (unlikely(tmp > sysctl_sched_runtime_limit*2))
 368                 return sysctl_sched_runtime_limit*2;
 369         return tmp;
 370 }
 371 #else
 372 static inline unsigned long
 373 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 374 {
 375         return delta * weight >> shift;
 376 }
 377 #endif
 378
 379 /*
 380  * Task is being enqueued - update stats:
 381  */
 382 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 383 {
 384         s64 key;
 385
 386         /*
 387          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 388          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 389          */
 390         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 391                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
 392         /*
 393          * Update the key:
 394          */
 395         key = cfs_rq->fair_clock;
 396
 397         /*
 398          * Optimize the common nice 0 case:
 399          */
 400         if (likely(se->load.weight == NICE_0_LOAD)) {
 401                 key -= se->wait_runtime;
 402         } else {
 403                 u64 tmp;
 404
 405                 if (se->wait_runtime < 0) {
 406                         tmp = -se->wait_runtime;
 407                         key += (tmp * se->load.inv_weight) >>
 408                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 409                 } else {
 410                         tmp = se->wait_runtime;
 411                         key -= (tmp * se->load.inv_weight) >>
 412                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 413                 }
 414         }
 415
 416         se->fair_key = key;
 417 }
 418
 419 /*
 420  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
 421  */
 422 static inline void
 423 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 424 {
 425         unsigned long delta_fair = se->delta_fair_run;
 426
 427         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
 428                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
 429
 430         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 431                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 432                                                         NICE_0_SHIFT);
 433
 434         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 435 }
 436
 437 static void
 438 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 439 {
 440         unsigned long delta_fair;
 441
 442         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 443                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
 444
 445         se->delta_fair_run += delta_fair;
 446         if (unlikely(abs(se->delta_fair_run) >=
 447                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 448                 __update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 449                 se->delta_fair_run = 0;
 450         }
 451
 452         se->wait_start_fair = 0;
 453         schedstat_set(se->wait_start, 0);
 454 }
 455
 456 static inline void
 457 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 458 {
 459         update_curr(cfs_rq);
 460         /*
 461          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 462          * waiting task:
 463          */
 464         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 465                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 466 }
 467
 468 /*
 469  * We are picking a new current task - update its stats:
 470  */
 471 static inline void
 472 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 473 {
 474         /*
 475          * We are starting a new run period:
 476          */
 477         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 478 }
 479
 480 /*
 481  * We are descheduling a task - update its stats:
 482  */
 483 static inline void
 484 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 485 {
 486         se->exec_start = 0;
 487 }
 488
 489 /**************************************************
 490  * Scheduling class queueing methods:
 491  */
 492
 493 static void __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 494 {
 495         unsigned long load = cfs_rq->load.weight, delta_fair;
 496         long prev_runtime;
 497
 498         /*
 499          * Do not boost sleepers if there's too much bonus 'in flight'
 500          * already:
 501          */
 502         if (unlikely(cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_runtime_limit))
 503                 return;
 504
 505         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
 506                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
 507
 508         delta_fair = se->delta_fair_sleep;
 509
 510         /*
 511          * Fix up delta_fair with the effect of us running
 512          * during the whole sleep period:
 513          */
 514         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
 515                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
 516                                                 load + se->load.weight);
 517
 518         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 519                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 520                                                         NICE_0_SHIFT);
 521
 522         prev_runtime = se->wait_runtime;
 523         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 524         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 525         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
 526
 527         /*
 528          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
 529          */
 530         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
 531 }
 532
 533 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 534 {
 535         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 536         unsigned long delta_fair;
 537
 538         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
 539                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
 540                 return;
 541
 542         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 543                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
 544
 545         se->delta_fair_sleep += delta_fair;
 546         if (unlikely(abs(se->delta_fair_sleep) >=
 547                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 548                 __enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 549                 se->delta_fair_sleep = 0;
 550         }
 551
 552         se->sleep_start_fair = 0;
 553
 554 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 555         if (se->sleep_start) {
 556                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 557
 558                 if ((s64)delta < 0)
 559                         delta = 0;
 560
 561                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 562                         se->sleep_max = delta;
 563
 564                 se->sleep_start = 0;
 565                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 566         }
 567         if (se->block_start) {
 568                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 569
 570                 if ((s64)delta < 0)
 571                         delta = 0;
 572
 573                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 574                         se->block_max = delta;
 575
 576                 se->block_start = 0;
 577                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 578         }
 579 #endif
 580 }
 581
 582 static void
 583 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 584 {
 585         /*
 586          * Update the fair clock.
 587          */
 588         update_curr(cfs_rq);
 589
 590         if (wakeup)
 591                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 592
 593         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 594         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 595 }
 596
 597 static void
 598 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 599 {
 600         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 601         if (sleep) {
 602                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 603 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 604                 if (entity_is_task(se)) {
 605                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 606
 607                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 608                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 609                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 610                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 611                 }
 612                 cfs_rq->wait_runtime -= se->wait_runtime;
 613 #endif
 614         }
 615         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 616 }
 617
 618 /*
 619  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 620  */
 621 static void
 622 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 623                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 624 {
 625         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
 626
 627         /*
 628          * Take scheduling granularity into account - do not
 629          * preempt the current task unless the best task has
 630          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
 631          */
 632         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
 633                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 634 }
 635
 636 static inline void
 637 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 638 {
 639         /*
 640          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 641          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 642          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
 643          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
 644          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
 645          */
 646         update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 647         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 648         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
 649 }
 650
 651 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 652 {
 653         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 654
 655         set_next_entity(cfs_rq, se);
 656
 657         return se;
 658 }
 659
 660 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 661 {
 662         /*
 663          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 664          * was not called and update_curr() has to be done:
 665          */
 666         if (prev->on_rq)
 667                 update_curr(cfs_rq);
 668
 669         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
 670
 671         if (prev->on_rq)
 672                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 673         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
 674 }
 675
 676 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 677 {
 678         struct sched_entity *next;
 679
 680         /*
 681          * Dequeue and enqueue the task to update its
 682          * position within the tree:
 683          */
 684         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 685         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 686
 687         /*
 688          * Reschedule if another task tops the current one.
 689          */
 690         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
 691         if (next == curr)
 692                 return;
 693
 694         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr, sysctl_sched_granularity);
 695 }
 696
 697 /**************************************************
 698  * CFS operations on tasks:
 699  */
 700
 701 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 702
 703 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 704 #define for_each_sched_entity(se) \
 705                 for (; se; se = se->parent)
 706
 707 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 708 {
 709         return p->se.cfs_rq;
 710 }
 711
 712 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 713 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 714 {
 715         return se->cfs_rq;
 716 }
 717
 718 /* runqueue "owned" by this group */
 719 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 720 {
 721         return grp->my_q;
 722 }
 723
 724 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 725  * another cpu ('this_cpu')
 726  */
 727 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 728 {
 729         /* A later patch will take group into account */
 730         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 731 }
 732
 733 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 734 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 735         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 736
 737 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
 738 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 739 {
 740         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
 741                 return 1;
 742
 743         return 0;
 744 }
 745
 746 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 747
 748 #define for_each_sched_entity(se) \
 749                 for (; se; se = NULL)
 750
 751 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 752 {
 753         return &task_rq(p)->cfs;
 754 }
 755
 756 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 757 {
 758         struct task_struct *p = task_of(se);
 759         struct rq *rq = task_rq(p);
 760
 761         return &rq->cfs;
 762 }
 763
 764 /* runqueue "owned" by this group */
 765 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 766 {
 767         return NULL;
 768 }
 769
 770 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 771 {
 772         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 773 }
 774
 775 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 776                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 777
 778 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 779 {
 780         return 1;
 781 }
 782
 783 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 784
 785 /*
 786  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 787  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 788  * then put the task into the rbtree:
 789  */
 790 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 791 {
 792         struct cfs_rq *cfs_rq;
 793         struct sched_entity *se = &p->se;
 794
 795         for_each_sched_entity(se) {
 796                 if (se->on_rq)
 797                         break;
 798                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 799                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 800         }
 801 }
 802
 803 /*
 804  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 805  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 806  * update the fair scheduling stats:
 807  */
 808 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 809 {
 810         struct cfs_rq *cfs_rq;
 811         struct sched_entity *se = &p->se;
 812
 813         for_each_sched_entity(se) {
 814                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 815                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 816                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 817                 if (cfs_rq->load.weight)
 818                         break;
 819         }
 820 }
 821
 822 /*
 823  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue
 824  */
 825 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 826 {
 827         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
 828
 829         __update_rq_clock(rq);
 830         /*
 831          * Dequeue and enqueue the task to update its
 832          * position within the tree:
 833          */
 834         dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 835         enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 836 }
 837
 838 /*
 839  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 840  */
 841 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 842 {
 843         struct task_struct *curr = rq->curr;
 844         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 845         unsigned long gran;
 846
 847         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 848                 update_rq_clock(rq);
 849                 update_curr(cfs_rq);
 850                 resched_task(curr);
 851                 return;
 852         }
 853
 854         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 855         /*
 856          * Batch tasks prefer throughput over latency:
 857          */
 858         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
 859                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
 860
 861         if (is_same_group(curr, p))
 862                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
 863 }
 864
 865 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
 866 {
 867         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 868         struct sched_entity *se;
 869
 870         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 871                 return NULL;
 872
 873         do {
 874                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
 875                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 876         } while (cfs_rq);
 877
 878         return task_of(se);
 879 }
 880
 881 /*
 882  * Account for a descheduled task:
 883  */
 884 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 885 {
 886         struct sched_entity *se = &prev->se;
 887         struct cfs_rq *cfs_rq;
 888
 889         for_each_sched_entity(se) {
 890                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 891                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
 892         }
 893 }
 894
 895 /**************************************************
 896  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 897  */
 898
 899 /*
 900  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 901  * during the whole iteration, the current task might be
 902  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 903  * achieve that by always pre-iterating before returning
 904  * the current task:
 905  */
 906 static inline struct task_struct *
 907 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 908 {
 909         struct task_struct *p;
 910
 911         if (!curr)
 912                 return NULL;
 913
 914         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 915         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 916
 917         return p;
 918 }
 919
 920 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 921 {
 922         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 923
 924         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 925 }
 926
 927 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 928 {
 929         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 930
 931         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 932 }
 933
 934 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 935 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
 936 {
 937         struct sched_entity *curr;
 938         struct task_struct *p;
 939
 940         if (!cfs_rq->nr_running)
 941                 return MAX_PRIO;
 942
 943         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
 944         p = task_of(curr);
 945
 946         return p->prio;
 947 }
 948 #endif
 949
 950 static unsigned long
 951 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 952                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
 953                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 954                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
 955 {
 956         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 957         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
 958         long rem_load_move = max_load_move;
 959         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 960
 961         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 962         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 963
 964         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 965 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 966                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
 967                 long imbalance;
 968                 unsigned long maxload;
 969
 970                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
 971
 972                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
 973                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
 974                 if (imbalance <= 0)
 975                         continue;
 976
 977                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
 978                 imbalance /= 2;
 979                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
 980
 981                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
 982 #else
 983 # define maxload rem_load_move
 984 #endif
 985                 /* pass busy_cfs_rq argument into
 986                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
 987                  */
 988                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
 989                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
 990                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
 991                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
 992
 993                 total_nr_moved += nr_moved;
 994                 max_nr_move -= nr_moved;
 995                 rem_load_move -= load_moved;
 996
 997                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
 998                         break;
 999         }
1000
1001         return max_load_move - rem_load_move;
1002 }
1003
1004 /*
1005  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1006  */
1007 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1008 {
1009         struct cfs_rq *cfs_rq;
1010         struct sched_entity *se = &curr->se;
1011
1012         for_each_sched_entity(se) {
1013                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1014                 entity_tick(cfs_rq, se);
1015         }
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1020  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1021  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1022  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1023  * the child is not running yet.
1024  */
1025 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1026 {
1027         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1028         struct sched_entity *se = &p->se;
1029
1030         sched_info_queued(p);
1031
1032         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1033         /*
1034          * Child runs first: we let it run before the parent
1035          * until it reschedules once. We set up the key so that
1036          * it will preempt the parent:
1037          */
1038         p->se.fair_key = current->se.fair_key -
1039                 niced_granularity(&rq->curr->se, sysctl_sched_granularity) - 1;
1040         /*
1041          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1042          * so do not credit it with that waiting time yet:
1043          */
1044         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1045                 p->se.wait_start_fair = 0;
1046
1047         /*
1048          * The statistical average of wait_runtime is about
1049          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1050          */
1051         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1052                 p->se.wait_runtime = -(sysctl_sched_granularity / 2);
1053
1054         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1055 }
1056
1057 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1058 /* Account for a task changing its policy or group.
1059  *
1060  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1061  * migrates between groups/classes.
1062  */
1063 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1064 {
1065         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1066
1067         for_each_sched_entity(se)
1068                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1069 }
1070 #else
1071 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1072 {
1073 }
1074 #endif
1075
1076 /*
1077  * All the scheduling class methods:
1078  */
1079 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1080         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1081         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1082         .yield_task             = yield_task_fair,
1083
1084         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1085
1086         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1087         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1088
1089         .load_balance           = load_balance_fair,
1090
1091         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1092         .task_tick              = task_tick_fair,
1093         .task_new               = task_new_fair,
1094 };
1095
1096 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1097 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1098 {
1099         struct cfs_rq *cfs_rq;
1100
1101         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1102                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1103 }
1104 #endif