kernel/sched_fair.c

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