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         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 199 }
 200
 201 static inline void
 202 __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 203 {
 204         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 205                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
 206         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 207         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 208         cfs_rq->nr_running--;
 209         se->on_rq = 0;
 210
 211         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
 212 }
 213
 214 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
 215 {
 216         return cfs_rq->rb_leftmost;
 217 }
 218
 219 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 220 {
 221         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
 222 }
 223
 224 /**************************************************************
 225  * Scheduling class statistics methods:
 226  */
 227
 228 /*
 229  * Calculate the preemption granularity needed to schedule every
 230  * runnable task once per sysctl_sched_latency amount of time.
 231  * (down to a sensible low limit on granularity)
 232  *
 233  * For example, if there are 2 tasks running and latency is 10 msecs,
 234  * we switch tasks every 5 msecs. If we have 3 tasks running, we have
 235  * to switch tasks every 3.33 msecs to get a 10 msecs observed latency
 236  * for each task. We do finer and finer scheduling up to until we
 237  * reach the minimum granularity value.
 238  *
 239  * To achieve this we use the following dynamic-granularity rule:
 240  *
 241  *    gran = lat/nr - lat/nr/nr
 242  *
 243  * This comes out of the following equations:
 244  *
 245  *    kA1 + gran = kB1
 246  *    kB2 + gran = kA2
 247  *    kA2 = kA1
 248  *    kB2 = kB1 - d + d/nr
 249  *    lat = d * nr
 250  *
 251  * Where 'k' is key, 'A' is task A (waiting), 'B' is task B (running),
 252  * '1' is start of time, '2' is end of time, 'd' is delay between
 253  * 1 and 2 (during which task B was running), 'nr' is number of tasks
 254  * running, 'lat' is the the period of each task. ('lat' is the
 255  * sched_latency that we aim for.)
 256  */
 257 static long
 258 sched_granularity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 259 {
 260         unsigned int gran = sysctl_sched_latency;
 261         unsigned int nr = cfs_rq->nr_running;
 262
 263         if (nr > 1) {
 264                 gran = gran/nr - gran/nr/nr;
 265                 gran = max(gran, sysctl_sched_min_granularity);
 266         }
 267
 268         return gran;
 269 }
 270
 271 /*
 272  * We rescale the rescheduling granularity of tasks according to their
 273  * nice level, but only linearly, not exponentially:
 274  */
 275 static long
 276 niced_granularity(struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 277 {
 278         u64 tmp;
 279
 280         if (likely(curr->load.weight == NICE_0_LOAD))
 281                 return granularity;
 282         /*
 283          * Positive nice levels get the same granularity as nice-0:
 284          */
 285         if (likely(curr->load.weight < NICE_0_LOAD)) {
 286                 tmp = curr->load.weight * (u64)granularity;
 287                 return (long) (tmp >> NICE_0_SHIFT);
 288         }
 289         /*
 290          * Negative nice level tasks get linearly finer
 291          * granularity:
 292          */
 293         tmp = curr->load.inv_weight * (u64)granularity;
 294
 295         /*
 296          * It will always fit into 'long':
 297          */
 298         return (long) (tmp >> (WMULT_SHIFT-NICE_0_SHIFT));
 299 }
 300
 301 static inline void
 302 limit_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 303 {
 304         long limit = sysctl_sched_runtime_limit;
 305
 306         /*
 307          * Niced tasks have the same history dynamic range as
 308          * non-niced tasks:
 309          */
 310         if (unlikely(se->wait_runtime > limit)) {
 311                 se->wait_runtime = limit;
 312                 schedstat_inc(se, wait_runtime_overruns);
 313                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_overruns);
 314         }
 315         if (unlikely(se->wait_runtime < -limit)) {
 316                 se->wait_runtime = -limit;
 317                 schedstat_inc(se, wait_runtime_underruns);
 318                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_underruns);
 319         }
 320 }
 321
 322 static inline void
 323 __add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
 324 {
 325         se->wait_runtime += delta;
 326         schedstat_add(se, sum_wait_runtime, delta);
 327         limit_wait_runtime(cfs_rq, se);
 328 }
 329
 330 static void
 331 add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
 332 {
 333         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
 334         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta);
 335         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 336 }
 337
 338 /*
 339  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
 340  * are not in our scheduling class.
 341  */
 342 static inline void
 343 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 344 {
 345         unsigned long delta, delta_exec, delta_fair, delta_mine;
 346         struct load_weight *lw = &cfs_rq->load;
 347         unsigned long load = lw->weight;
 348
 349         delta_exec = curr->delta_exec;
 350         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
 351
 352         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
 353         cfs_rq->exec_clock += delta_exec;
 354
 355         if (unlikely(!load))
 356                 return;
 357
 358         delta_fair = calc_delta_fair(delta_exec, lw);
 359         delta_mine = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
 360
 361         if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_min_granularity) {
 362                 delta = min((u64)delta_mine, cfs_rq->sleeper_bonus);
 363                 delta = min(delta, (unsigned long)(
 364                         (long)sysctl_sched_runtime_limit - curr->wait_runtime));
 365                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
 366                 delta_mine -= delta;
 367         }
 368
 369         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
 370         /*
 371          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
 372          * but we were only entitled to delta_mine amount of
 373          * time during that period (if nr_running == 1 then
 374          * the two values are equal)
 375          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
 376          */
 377         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
 378 }
 379
 380 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 381 {
 382         struct sched_entity *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
 383         unsigned long delta_exec;
 384
 385         if (unlikely(!curr))
 386                 return;
 387
 388         /*
 389          * Get the amount of time the current task was running
 390          * since the last time we changed load (this cannot
 391          * overflow on 32 bits):
 392          */
 393         delta_exec = (unsigned long)(rq_of(cfs_rq)->clock - curr->exec_start);
 394
 395         curr->delta_exec += delta_exec;
 396
 397         if (unlikely(curr->delta_exec > sysctl_sched_stat_granularity)) {
 398                 __update_curr(cfs_rq, curr);
 399                 curr->delta_exec = 0;
 400         }
 401         curr->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 402 }
 403
 404 static inline void
 405 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 406 {
 407         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 408         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
 409 }
 410
 411 /*
 412  * We calculate fair deltas here, so protect against the random effects
 413  * of a multiplication overflow by capping it to the runtime limit:
 414  */
 415 #if BITS_PER_LONG == 32
 416 static inline unsigned long
 417 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 418 {
 419         u64 tmp = (u64)delta * weight >> shift;
 420
 421         if (unlikely(tmp > sysctl_sched_runtime_limit*2))
 422                 return sysctl_sched_runtime_limit*2;
 423         return tmp;
 424 }
 425 #else
 426 static inline unsigned long
 427 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 428 {
 429         return delta * weight >> shift;
 430 }
 431 #endif
 432
 433 /*
 434  * Task is being enqueued - update stats:
 435  */
 436 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 437 {
 438         s64 key;
 439
 440         /*
 441          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 442          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 443          */
 444         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 445                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
 446         /*
 447          * Update the key:
 448          */
 449         key = cfs_rq->fair_clock;
 450
 451         /*
 452          * Optimize the common nice 0 case:
 453          */
 454         if (likely(se->load.weight == NICE_0_LOAD)) {
 455                 key -= se->wait_runtime;
 456         } else {
 457                 u64 tmp;
 458
 459                 if (se->wait_runtime < 0) {
 460                         tmp = -se->wait_runtime;
 461                         key += (tmp * se->load.inv_weight) >>
 462                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 463                 } else {
 464                         tmp = se->wait_runtime;
 465                         key -= (tmp * se->load.inv_weight) >>
 466                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 467                 }
 468         }
 469
 470         se->fair_key = key;
 471 }
 472
 473 /*
 474  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
 475  */
 476 static inline void
 477 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 478 {
 479         unsigned long delta_fair = se->delta_fair_run;
 480
 481         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
 482                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
 483
 484         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 485                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 486                                                         NICE_0_SHIFT);
 487
 488         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 489 }
 490
 491 static void
 492 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 493 {
 494         unsigned long delta_fair;
 495
 496         if (unlikely(!se->wait_start_fair))
 497                 return;
 498
 499         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 500                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
 501
 502         se->delta_fair_run += delta_fair;
 503         if (unlikely(abs(se->delta_fair_run) >=
 504                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 505                 __update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 506                 se->delta_fair_run = 0;
 507         }
 508
 509         se->wait_start_fair = 0;
 510         schedstat_set(se->wait_start, 0);
 511 }
 512
 513 static inline void
 514 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 515 {
 516         update_curr(cfs_rq);
 517         /*
 518          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 519          * waiting task:
 520          */
 521         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 522                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 523 }
 524
 525 /*
 526  * We are picking a new current task - update its stats:
 527  */
 528 static inline void
 529 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 530 {
 531         /*
 532          * We are starting a new run period:
 533          */
 534         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 535 }
 536
 537 /*
 538  * We are descheduling a task - update its stats:
 539  */
 540 static inline void
 541 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 542 {
 543         se->exec_start = 0;
 544 }
 545
 546 /**************************************************
 547  * Scheduling class queueing methods:
 548  */
 549
 550 static void __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 551 {
 552         unsigned long load = cfs_rq->load.weight, delta_fair;
 553         long prev_runtime;
 554
 555         /*
 556          * Do not boost sleepers if there's too much bonus 'in flight'
 557          * already:
 558          */
 559         if (unlikely(cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_runtime_limit))
 560                 return;
 561
 562         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
 563                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
 564
 565         delta_fair = se->delta_fair_sleep;
 566
 567         /*
 568          * Fix up delta_fair with the effect of us running
 569          * during the whole sleep period:
 570          */
 571         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
 572                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
 573                                                 load + se->load.weight);
 574
 575         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 576                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 577                                                         NICE_0_SHIFT);
 578
 579         prev_runtime = se->wait_runtime;
 580         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 581         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
 582
 583         /*
 584          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
 585          */
 586         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
 587 }
 588
 589 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 590 {
 591         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 592         unsigned long delta_fair;
 593
 594         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
 595                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
 596                 return;
 597
 598         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 599                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
 600
 601         se->delta_fair_sleep += delta_fair;
 602         if (unlikely(abs(se->delta_fair_sleep) >=
 603                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 604                 __enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 605                 se->delta_fair_sleep = 0;
 606         }
 607
 608         se->sleep_start_fair = 0;
 609
 610 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 611         if (se->sleep_start) {
 612                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 613
 614                 if ((s64)delta < 0)
 615                         delta = 0;
 616
 617                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 618                         se->sleep_max = delta;
 619
 620                 se->sleep_start = 0;
 621                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 622         }
 623         if (se->block_start) {
 624                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 625
 626                 if ((s64)delta < 0)
 627                         delta = 0;
 628
 629                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 630                         se->block_max = delta;
 631
 632                 se->block_start = 0;
 633                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 634         }
 635 #endif
 636 }
 637
 638 static void
 639 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 640 {
 641         /*
 642          * Update the fair clock.
 643          */
 644         update_curr(cfs_rq);
 645
 646         if (wakeup)
 647                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 648
 649         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 650         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 651 }
 652
 653 static void
 654 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 655 {
 656         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 657         if (sleep) {
 658                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 659 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 660                 if (entity_is_task(se)) {
 661                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 662
 663                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 664                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 665                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 666                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 667                 }
 668 #endif
 669         }
 670         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 671 }
 672
 673 /*
 674  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 675  */
 676 static void
 677 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 678                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 679 {
 680         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
 681         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
 682
 683         /*
 684          * ideal_runtime is compared against sum_exec_runtime, which is
 685          * walltime, hence do not scale.
 686          */
 687         ideal_runtime = max(sysctl_sched_latency / cfs_rq->nr_running,
 688                         (unsigned long)sysctl_sched_min_granularity);
 689
 690         /*
 691          * If we executed more than what the latency constraint suggests,
 692          * reduce the rescheduling granularity. This way the total latency
 693          * of how much a task is not scheduled converges to
 694          * sysctl_sched_latency:
 695          */
 696         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
 697         if (delta_exec > ideal_runtime)
 698                 granularity = 0;
 699
 700         /*
 701          * Take scheduling granularity into account - do not
 702          * preempt the current task unless the best task has
 703          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
 704          *
 705          * scale granularity as key space is in fair_clock.
 706          */
 707         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
 708                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 709 }
 710
 711 static inline void
 712 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 713 {
 714         /*
 715          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 716          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 717          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
 718          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
 719          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
 720          */
 721         update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 722         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 723         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
 724         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
 725 }
 726
 727 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 728 {
 729         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 730
 731         set_next_entity(cfs_rq, se);
 732
 733         return se;
 734 }
 735
 736 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 737 {
 738         /*
 739          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 740          * was not called and update_curr() has to be done:
 741          */
 742         if (prev->on_rq)
 743                 update_curr(cfs_rq);
 744
 745         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
 746
 747         if (prev->on_rq)
 748                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 749         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
 750 }
 751
 752 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 753 {
 754         struct sched_entity *next;
 755
 756         /*
 757          * Dequeue and enqueue the task to update its
 758          * position within the tree:
 759          */
 760         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 761         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 762
 763         /*
 764          * Reschedule if another task tops the current one.
 765          */
 766         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
 767         if (next == curr)
 768                 return;
 769
 770         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr,
 771                         sched_granularity(cfs_rq));
 772 }
 773
 774 /**************************************************
 775  * CFS operations on tasks:
 776  */
 777
 778 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 779
 780 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 781 #define for_each_sched_entity(se) \
 782                 for (; se; se = se->parent)
 783
 784 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 785 {
 786         return p->se.cfs_rq;
 787 }
 788
 789 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 790 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 791 {
 792         return se->cfs_rq;
 793 }
 794
 795 /* runqueue "owned" by this group */
 796 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 797 {
 798         return grp->my_q;
 799 }
 800
 801 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 802  * another cpu ('this_cpu')
 803  */
 804 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 805 {
 806         /* A later patch will take group into account */
 807         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 808 }
 809
 810 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 811 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 812         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 813
 814 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
 815 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 816 {
 817         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
 818                 return 1;
 819
 820         return 0;
 821 }
 822
 823 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 824
 825 #define for_each_sched_entity(se) \
 826                 for (; se; se = NULL)
 827
 828 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 829 {
 830         return &task_rq(p)->cfs;
 831 }
 832
 833 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 834 {
 835         struct task_struct *p = task_of(se);
 836         struct rq *rq = task_rq(p);
 837
 838         return &rq->cfs;
 839 }
 840
 841 /* runqueue "owned" by this group */
 842 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 843 {
 844         return NULL;
 845 }
 846
 847 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 848 {
 849         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 850 }
 851
 852 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 853                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 854
 855 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 856 {
 857         return 1;
 858 }
 859
 860 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 861
 862 /*
 863  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 864  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 865  * then put the task into the rbtree:
 866  */
 867 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 868 {
 869         struct cfs_rq *cfs_rq;
 870         struct sched_entity *se = &p->se;
 871
 872         for_each_sched_entity(se) {
 873                 if (se->on_rq)
 874                         break;
 875                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 876                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 877         }
 878 }
 879
 880 /*
 881  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 882  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 883  * update the fair scheduling stats:
 884  */
 885 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 886 {
 887         struct cfs_rq *cfs_rq;
 888         struct sched_entity *se = &p->se;
 889
 890         for_each_sched_entity(se) {
 891                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 892                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 893                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 894                 if (cfs_rq->load.weight)
 895                         break;
 896         }
 897 }
 898
 899 /*
 900  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue
 901  */
 902 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 903 {
 904         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
 905
 906         __update_rq_clock(rq);
 907         /*
 908          * Dequeue and enqueue the task to update its
 909          * position within the tree:
 910          */
 911         dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 912         enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 913 }
 914
 915 /*
 916  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 917  */
 918 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 919 {
 920         struct task_struct *curr = rq->curr;
 921         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 922         unsigned long gran;
 923
 924         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 925                 update_rq_clock(rq);
 926                 update_curr(cfs_rq);
 927                 resched_task(curr);
 928                 return;
 929         }
 930
 931         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 932         /*
 933          * Batch tasks prefer throughput over latency:
 934          */
 935         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
 936                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
 937
 938         if (is_same_group(curr, p))
 939                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
 940 }
 941
 942 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
 943 {
 944         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 945         struct sched_entity *se;
 946
 947         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 948                 return NULL;
 949
 950         do {
 951                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
 952                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 953         } while (cfs_rq);
 954
 955         return task_of(se);
 956 }
 957
 958 /*
 959  * Account for a descheduled task:
 960  */
 961 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 962 {
 963         struct sched_entity *se = &prev->se;
 964         struct cfs_rq *cfs_rq;
 965
 966         for_each_sched_entity(se) {
 967                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 968                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
 969         }
 970 }
 971
 972 /**************************************************
 973  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 974  */
 975
 976 /*
 977  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 978  * during the whole iteration, the current task might be
 979  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 980  * achieve that by always pre-iterating before returning
 981  * the current task:
 982  */
 983 static inline struct task_struct *
 984 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 985 {
 986         struct task_struct *p;
 987
 988         if (!curr)
 989                 return NULL;
 990
 991         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 992         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 993
 994         return p;
 995 }
 996
 997 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 998 {
 999         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1000
1001         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
1002 }
1003
1004 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
1005 {
1006         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1007
1008         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
1009 }
1010
1011 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1012 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
1013 {
1014         struct sched_entity *curr;
1015         struct task_struct *p;
1016
1017         if (!cfs_rq->nr_running)
1018                 return MAX_PRIO;
1019
1020         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
1021         p = task_of(curr);
1022
1023         return p->prio;
1024 }
1025 #endif
1026
1027 static unsigned long
1028 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1029                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
1030                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1031                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1032 {
1033         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1034         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
1035         long rem_load_move = max_load_move;
1036         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1037
1038         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1039         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1040
1041         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1042 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1043                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
1044                 long imbalance;
1045                 unsigned long maxload;
1046
1047                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
1048
1049                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
1050                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
1051                 if (imbalance <= 0)
1052                         continue;
1053
1054                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
1055                 imbalance /= 2;
1056                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
1057
1058                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
1059 #else
1060 # define maxload rem_load_move
1061 #endif
1062                 /* pass busy_cfs_rq argument into
1063                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1064                  */
1065                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1066                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1067                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
1068                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
1069
1070                 total_nr_moved += nr_moved;
1071                 max_nr_move -= nr_moved;
1072                 rem_load_move -= load_moved;
1073
1074                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
1075                         break;
1076         }
1077
1078         return max_load_move - rem_load_move;
1079 }
1080
1081 /*
1082  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1083  */
1084 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1085 {
1086         struct cfs_rq *cfs_rq;
1087         struct sched_entity *se = &curr->se;
1088
1089         for_each_sched_entity(se) {
1090                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1091                 entity_tick(cfs_rq, se);
1092         }
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1097  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1098  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1099  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1100  * the child is not running yet.
1101  */
1102 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1103 {
1104         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1105         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
1106
1107         sched_info_queued(p);
1108
1109         update_curr(cfs_rq);
1110         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1111         /*
1112          * Child runs first: we let it run before the parent
1113          * until it reschedules once. We set up the key so that
1114          * it will preempt the parent:
1115          */
1116         se->fair_key = curr->fair_key -
1117                 niced_granularity(curr, sched_granularity(cfs_rq)) - 1;
1118         /*
1119          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1120          * so do not credit it with that waiting time yet:
1121          */
1122         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1123                 se->wait_start_fair = 0;
1124
1125         /*
1126          * The statistical average of wait_runtime is about
1127          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1128          */
1129         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1130                 se->wait_runtime = -(sched_granularity(cfs_rq) / 2);
1131
1132         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1133 }
1134
1135 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1136 /* Account for a task changing its policy or group.
1137  *
1138  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1139  * migrates between groups/classes.
1140  */
1141 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1142 {
1143         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1144
1145         for_each_sched_entity(se)
1146                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1147 }
1148 #else
1149 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1150 {
1151 }
1152 #endif
1153
1154 /*
1155  * All the scheduling class methods:
1156  */
1157 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1158         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1159         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1160         .yield_task             = yield_task_fair,
1161
1162         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1163
1164         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1165         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1166
1167         .load_balance           = load_balance_fair,
1168
1169         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1170         .task_tick              = task_tick_fair,
1171         .task_new               = task_new_fair,
1172 };
1173
1174 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1175 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1176 {
1177         struct cfs_rq *cfs_rq;
1178
1179         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1180                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1181 }
1182 #endif