Merge branch 'sched-fixes-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
authorLinus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Sun, 19 Dec 2010 18:37:37 +0000 (10:37 -0800)
committerLinus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Sun, 19 Dec 2010 18:37:37 +0000 (10:37 -0800)
* 'sched-fixes-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tip/linux-2.6-tip:
  sched: Fix the irqtime code for 32bit
  sched: Fix the irqtime code to deal with u64 wraps
  nohz: Fix get_next_timer_interrupt() vs cpu hotplug
  Sched: fix skip_clock_update optimization
  sched: Cure more NO_HZ load average woes

include/linux/sched.h
kernel/fork.c
kernel/sched.c
kernel/timer.c

index 2c79e92..2238745 100644 (file)
@@ -143,7 +143,7 @@ extern unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu);
 extern unsigned long this_cpu_load(void);
 
 
-extern void calc_global_load(void);
+extern void calc_global_load(unsigned long ticks);
 
 extern unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr);
 
index 3b159c5..5447dc7 100644 (file)
@@ -273,6 +273,7 @@ static struct task_struct *dup_task_struct(struct task_struct *orig)
 
        setup_thread_stack(tsk, orig);
        clear_user_return_notifier(tsk);
+       clear_tsk_need_resched(tsk);
        stackend = end_of_stack(tsk);
        *stackend = STACK_END_MAGIC;    /* for overflow detection */
 
index dc91a4d..456c990 100644 (file)
@@ -636,22 +636,18 @@ static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 
 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 
-static u64 irq_time_cpu(int cpu);
-static void sched_irq_time_avg_update(struct rq *rq, u64 irq_time);
+static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
 
-inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
+static void update_rq_clock(struct rq *rq)
 {
-       if (!rq->skip_clock_update) {
-               int cpu = cpu_of(rq);
-               u64 irq_time;
+       s64 delta;
 
-               rq->clock = sched_clock_cpu(cpu);
-               irq_time = irq_time_cpu(cpu);
-               if (rq->clock - irq_time > rq->clock_task)
-                       rq->clock_task = rq->clock - irq_time;
+       if (rq->skip_clock_update)
+               return;
 
-               sched_irq_time_avg_update(rq, irq_time);
-       }
+       delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
+       rq->clock += delta;
+       update_rq_clock_task(rq, delta);
 }
 
 /*
@@ -1924,10 +1920,9 @@ static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
  * race with irq/account_system_vtime on this CPU. We would either get old
- * or new value (or semi updated value on 32 bit) with a side effect of
- * accounting a slice of irq time to wrong task when irq is in progress
- * while we read rq->clock. That is a worthy compromise in place of having
- * locks on each irq in account_system_time.
+ * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
+ * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
+ * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
  */
 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
@@ -1945,19 +1940,58 @@ void disable_sched_clock_irqtime(void)
        sched_clock_irqtime = 0;
 }
 
-static u64 irq_time_cpu(int cpu)
+#ifndef CONFIG_64BIT
+static DEFINE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
+
+static inline void irq_time_write_begin(void)
 {
-       if (!sched_clock_irqtime)
-               return 0;
+       __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
+       smp_wmb();
+}
+
+static inline void irq_time_write_end(void)
+{
+       smp_wmb();
+       __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
+}
+
+static inline u64 irq_time_read(int cpu)
+{
+       u64 irq_time;
+       unsigned seq;
 
+       do {
+               seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
+               irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
+                          per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
+       } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
+
+       return irq_time;
+}
+#else /* CONFIG_64BIT */
+static inline void irq_time_write_begin(void)
+{
+}
+
+static inline void irq_time_write_end(void)
+{
+}
+
+static inline u64 irq_time_read(int cpu)
+{
        return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
 }
+#endif /* CONFIG_64BIT */
 
+/*
+ * Called before incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
+ * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
+ */
 void account_system_vtime(struct task_struct *curr)
 {
        unsigned long flags;
+       s64 delta;
        int cpu;
-       u64 now, delta;
 
        if (!sched_clock_irqtime)
                return;
@@ -1965,9 +1999,10 @@ void account_system_vtime(struct task_struct *curr)
        local_irq_save(flags);
 
        cpu = smp_processor_id();
-       now = sched_clock_cpu(cpu);
-       delta = now - per_cpu(irq_start_time, cpu);
-       per_cpu(irq_start_time, cpu) = now;
+       delta = sched_clock_cpu(cpu) - __this_cpu_read(irq_start_time);
+       __this_cpu_add(irq_start_time, delta);
+
+       irq_time_write_begin();
        /*
         * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
         * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
@@ -1975,33 +2010,55 @@ void account_system_vtime(struct task_struct *curr)
         * that do not consume any time, but still wants to run.
         */
        if (hardirq_count())
-               per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu) += delta;
+               __this_cpu_add(cpu_hardirq_time, delta);
        else if (in_serving_softirq() && !(curr->flags & PF_KSOFTIRQD))
-               per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) += delta;
+               __this_cpu_add(cpu_softirq_time, delta);
 
+       irq_time_write_end();
        local_irq_restore(flags);
 }
 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
 
-static void sched_irq_time_avg_update(struct rq *rq, u64 curr_irq_time)
+static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
 {
-       if (sched_clock_irqtime && sched_feat(NONIRQ_POWER)) {
-               u64 delta_irq = curr_irq_time - rq->prev_irq_time;
-               rq->prev_irq_time = curr_irq_time;
-               sched_rt_avg_update(rq, delta_irq);
-       }
+       s64 irq_delta;
+
+       irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
+
+       /*
+        * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
+        * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
+        * {soft,}irq region.
+        *
+        * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
+        * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
+        * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
+        * monotonic.
+        *
+        * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
+        * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
+        * the current rq->clock timestamp, except that would require using
+        * atomic ops.
+        */
+       if (irq_delta > delta)
+               irq_delta = delta;
+
+       rq->prev_irq_time += irq_delta;
+       delta -= irq_delta;
+       rq->clock_task += delta;
+
+       if (irq_delta && sched_feat(NONIRQ_POWER))
+               sched_rt_avg_update(rq, irq_delta);
 }
 
-#else
+#else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
 
-static u64 irq_time_cpu(int cpu)
+static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
 {
-       return 0;
+       rq->clock_task += delta;
 }
 
-static void sched_irq_time_avg_update(struct rq *rq, u64 curr_irq_time) { }
-
-#endif
+#endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
 
 #include "sched_idletask.c"
 #include "sched_fair.c"
@@ -2129,7 +2186,7 @@ static void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
         * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
         * this case, we can save a useless back to back clock update.
         */
-       if (test_tsk_need_resched(rq->curr))
+       if (rq->curr->se.on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
                rq->skip_clock_update = 1;
 }
 
@@ -3119,6 +3176,15 @@ static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
        return delta;
 }
 
+static unsigned long
+calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
+{
+       load *= exp;
+       load += active * (FIXED_1 - exp);
+       load += 1UL << (FSHIFT - 1);
+       return load >> FSHIFT;
+}
+
 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 /*
  * For NO_HZ we delay the active fold to the next LOAD_FREQ update.
@@ -3148,6 +3214,128 @@ static long calc_load_fold_idle(void)
 
        return delta;
 }
+
+/**
+ * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
+ *
+ * @x:         base of the power
+ * @frac_bits: fractional bits of @x
+ * @n:         power to raise @x to.
+ *
+ * By exploiting the relation between the definition of the natural power
+ * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
+ * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
+ * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
+ * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
+ * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
+ * vector.
+ */
+static unsigned long
+fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
+{
+       unsigned long result = 1UL << frac_bits;
+
+       if (n) for (;;) {
+               if (n & 1) {
+                       result *= x;
+                       result += 1UL << (frac_bits - 1);
+                       result >>= frac_bits;
+               }
+               n >>= 1;
+               if (!n)
+                       break;
+               x *= x;
+               x += 1UL << (frac_bits - 1);
+               x >>= frac_bits;
+       }
+
+       return result;
+}
+
+/*
+ * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
+ *
+ * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
+ *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
+ *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
+ *
+ * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
+ *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
+ *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
+ *
+ *  ...
+ *
+ * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
+ *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
+ *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
+ *
+ * [1] application of the geometric series:
+ *
+ *              n         1 - x^(n+1)
+ *     S_n := \Sum x^i = -------------
+ *             i=0          1 - x
+ */
+static unsigned long
+calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
+           unsigned long active, unsigned int n)
+{
+
+       return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
+}
+
+/*
+ * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
+ * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
+ * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
+ * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
+ *
+ * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
+ * weights adjusted to the number of cycles missed.
+ */
+static void calc_global_nohz(unsigned long ticks)
+{
+       long delta, active, n;
+
+       if (time_before(jiffies, calc_load_update))
+               return;
+
+       /*
+        * If we crossed a calc_load_update boundary, make sure to fold
+        * any pending idle changes, the respective CPUs might have
+        * missed the tick driven calc_load_account_active() update
+        * due to NO_HZ.
+        */
+       delta = calc_load_fold_idle();
+       if (delta)
+               atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
+
+       /*
+        * If we were idle for multiple load cycles, apply them.
+        */
+       if (ticks >= LOAD_FREQ) {
+               n = ticks / LOAD_FREQ;
+
+               active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
+               active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
+
+               avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
+               avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
+               avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
+
+               calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
+       }
+
+       /*
+        * Its possible the remainder of the above division also crosses
+        * a LOAD_FREQ period, the regular check in calc_global_load()
+        * which comes after this will take care of that.
+        *
+        * Consider us being 11 ticks before a cycle completion, and us
+        * sleeping for 4*LOAD_FREQ + 22 ticks, then the above code will
+        * age us 4 cycles, and the test in calc_global_load() will
+        * pick up the final one.
+        */
+}
 #else
 static void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq)
 {
@@ -3157,6 +3345,10 @@ static inline long calc_load_fold_idle(void)
 {
        return 0;
 }
+
+static void calc_global_nohz(unsigned long ticks)
+{
+}
 #endif
 
 /**
@@ -3174,24 +3366,17 @@ void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
        loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
 }
 
-static unsigned long
-calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
-{
-       load *= exp;
-       load += active * (FIXED_1 - exp);
-       return load >> FSHIFT;
-}
-
 /*
  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
  * CPUs have updated calc_load_tasks.
  */
-void calc_global_load(void)
+void calc_global_load(unsigned long ticks)
 {
-       unsigned long upd = calc_load_update + 10;
        long active;
 
-       if (time_before(jiffies, upd))
+       calc_global_nohz(ticks);
+
+       if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
                return;
 
        active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
@@ -3845,7 +4030,6 @@ static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 {
        if (prev->se.on_rq)
                update_rq_clock(rq);
-       rq->skip_clock_update = 0;
        prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
 }
 
@@ -3903,7 +4087,6 @@ need_resched_nonpreemptible:
                hrtick_clear(rq);
 
        raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
-       clear_tsk_need_resched(prev);
 
        switch_count = &prev->nivcsw;
        if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
@@ -3935,6 +4118,8 @@ need_resched_nonpreemptible:
 
        put_prev_task(rq, prev);
        next = pick_next_task(rq);
+       clear_tsk_need_resched(prev);
+       rq->skip_clock_update = 0;
 
        if (likely(prev != next)) {
                sched_info_switch(prev, next);
@@ -3943,6 +4128,7 @@ need_resched_nonpreemptible:
                rq->nr_switches++;
                rq->curr = next;
                ++*switch_count;
+               WARN_ON_ONCE(test_tsk_need_resched(next));
 
                context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
                /*
index 68a9ae7..353b922 100644 (file)
@@ -1252,6 +1252,12 @@ unsigned long get_next_timer_interrupt(unsigned long now)
        struct tvec_base *base = __get_cpu_var(tvec_bases);
        unsigned long expires;
 
+       /*
+        * Pretend that there is no timer pending if the cpu is offline.
+        * Possible pending timers will be migrated later to an active cpu.
+        */
+       if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
+               return now + NEXT_TIMER_MAX_DELTA;
        spin_lock(&base->lock);
        if (time_before_eq(base->next_timer, base->timer_jiffies))
                base->next_timer = __next_timer_interrupt(base);
@@ -1319,7 +1325,7 @@ void do_timer(unsigned long ticks)
 {
        jiffies_64 += ticks;
        update_wall_time();
-       calc_global_load();
+       calc_global_load(ticks);
 }
 
 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_ALARM