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 const_debug unsigned int sysctl_sched_latency = 20000000ULL;
  38
  39 /*
  40  * After fork, child runs first. (default) If set to 0 then
  41  * parent will (try to) run first.
  42  */
  43 const_debug unsigned int sysctl_sched_child_runs_first = 1;
  44
  45 /*
  46  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
  47  * (default: 2 msec, units: nanoseconds)
  48  */
  49 unsigned int sysctl_sched_min_granularity __read_mostly = 2000000ULL;
  50
  51 /*
  52  * sys_sched_yield() compat mode
  53  *
  54  * This option switches the agressive yield implementation of the
  55  * old scheduler back on.
  56  */
  57 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
  58
  59 /*
  60  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
  61  * (default: 25 msec, units: nanoseconds)
  62  *
  63  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  64  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  65  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  66  */
  67 const_debug unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity = 25000000UL;
  68
  69 /*
  70  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
  71  * (default: 1 msec, units: nanoseconds)
  72  *
  73  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  74  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  75  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  76  */
  77 const_debug unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 2000000UL;
  78
  79 unsigned int sysctl_sched_runtime_limit __read_mostly;
  80
  81 extern struct sched_class fair_sched_class;
  82
  83 /**************************************************************
  84  * CFS operations on generic schedulable entities:
  85  */
  86
  87 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
  88
  89 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
  90 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
  91 {
  92         return cfs_rq->rq;
  93 }
  94
  95 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
  96 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
  97
  98 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
  99
 100 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 101 {
 102         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
 103 }
 104
 105 #define entity_is_task(se)      1
 106
 107 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 108
 109 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
 110 {
 111         return container_of(se, struct task_struct, se);
 112 }
 113
 114
 115 /**************************************************************
 116  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
 117  */
 118
 119 static inline u64
 120 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
 121 {
 122         if ((vruntime > min_vruntime) ||
 123             (min_vruntime > (1ULL << 61) && vruntime < (1ULL << 50)))
 124                 min_vruntime = vruntime;
 125
 126         return min_vruntime;
 127 }
 128
 129 static inline void
 130 set_leftmost(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *leftmost)
 131 {
 132         struct sched_entity *se;
 133
 134         cfs_rq->rb_leftmost = leftmost;
 135         if (leftmost)
 136                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
 137 }
 138
 139 static inline s64
 140 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 141 {
 142         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
 143 }
 144
 145 /*
 146  * Enqueue an entity into the rb-tree:
 147  */
 148 static void
 149 __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 150 {
 151         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 152         struct rb_node *parent = NULL;
 153         struct sched_entity *entry;
 154         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
 155         int leftmost = 1;
 156
 157         /*
 158          * Find the right place in the rbtree:
 159          */
 160         while (*link) {
 161                 parent = *link;
 162                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 163                 /*
 164                  * We dont care about collisions. Nodes with
 165                  * the same key stay together.
 166                  */
 167                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
 168                         link = &parent->rb_left;
 169                 } else {
 170                         link = &parent->rb_right;
 171                         leftmost = 0;
 172                 }
 173         }
 174
 175         /*
 176          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
 177          * used):
 178          */
 179         if (leftmost)
 180                 set_leftmost(cfs_rq, &se->run_node);
 181
 182         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 183         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 184 }
 185
 186 static void
 187 __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 188 {
 189         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 190                 set_leftmost(cfs_rq, rb_next(&se->run_node));
 191
 192         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 193 }
 194
 195 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
 196 {
 197         return cfs_rq->rb_leftmost;
 198 }
 199
 200 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 201 {
 202         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
 203 }
 204
 205 static inline struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 206 {
 207         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 208         struct sched_entity *se = NULL;
 209         struct rb_node *parent;
 210
 211         while (*link) {
 212                 parent = *link;
 213                 se = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 214                 link = &parent->rb_right;
 215         }
 216
 217         return se;
 218 }
 219
 220 /**************************************************************
 221  * Scheduling class statistics methods:
 222  */
 223
 224 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
 225 {
 226         u64 period = sysctl_sched_latency;
 227         unsigned long nr_latency =
 228                 sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity;
 229
 230         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
 231                 period *= nr_running;
 232                 do_div(period, nr_latency);
 233         }
 234
 235         return period;
 236 }
 237
 238 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 239 {
 240         u64 period = __sched_period(cfs_rq->nr_running);
 241
 242         period *= se->load.weight;
 243         do_div(period, cfs_rq->load.weight);
 244
 245         return period;
 246 }
 247
 248 /*
 249  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
 250  * are not in our scheduling class.
 251  */
 252 static inline void
 253 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
 254               unsigned long delta_exec)
 255 {
 256         unsigned long delta_exec_weighted;
 257         u64 next_vruntime, min_vruntime;
 258
 259         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
 260
 261         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
 262         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
 263         delta_exec_weighted = delta_exec;
 264         if (unlikely(curr->load.weight != NICE_0_LOAD)) {
 265                 delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec_weighted,
 266                                                         &curr->load);
 267         }
 268         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
 269
 270         /*
 271          * maintain cfs_rq->min_vruntime to be a monotonic increasing
 272          * value tracking the leftmost vruntime in the tree.
 273          */
 274         if (first_fair(cfs_rq)) {
 275                 next_vruntime = __pick_next_entity(cfs_rq)->vruntime;
 276
 277                 /* min_vruntime() := !max_vruntime() */
 278                 min_vruntime = max_vruntime(curr->vruntime, next_vruntime);
 279                 if (min_vruntime == next_vruntime)
 280                         min_vruntime = curr->vruntime;
 281                 else
 282                         min_vruntime = next_vruntime;
 283         } else
 284                 min_vruntime = curr->vruntime;
 285
 286         cfs_rq->min_vruntime =
 287                 max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, min_vruntime);
 288 }
 289
 290 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 291 {
 292         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
 293         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
 294         unsigned long delta_exec;
 295
 296         if (unlikely(!curr))
 297                 return;
 298
 299         /*
 300          * Get the amount of time the current task was running
 301          * since the last time we changed load (this cannot
 302          * overflow on 32 bits):
 303          */
 304         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
 305
 306         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
 307         curr->exec_start = now;
 308 }
 309
 310 static inline void
 311 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 312 {
 313         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
 314 }
 315
 316 static inline unsigned long
 317 calc_weighted(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
 318 {
 319         unsigned long weight = se->load.weight;
 320
 321         if (unlikely(weight != NICE_0_LOAD))
 322                 return (u64)delta * se->load.weight >> NICE_0_SHIFT;
 323         else
 324                 return delta;
 325 }
 326
 327 /*
 328  * Task is being enqueued - update stats:
 329  */
 330 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 331 {
 332         /*
 333          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 334          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 335          */
 336         if (se != cfs_rq->curr)
 337                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
 338 }
 339
 340 static void
 341 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 342 {
 343         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
 344                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
 345         schedstat_set(se->wait_start, 0);
 346 }
 347
 348 static inline void
 349 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 350 {
 351         update_curr(cfs_rq);
 352         /*
 353          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 354          * waiting task:
 355          */
 356         if (se != cfs_rq->curr)
 357                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 358 }
 359
 360 /*
 361  * We are picking a new current task - update its stats:
 362  */
 363 static inline void
 364 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 365 {
 366         /*
 367          * We are starting a new run period:
 368          */
 369         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 370 }
 371
 372 /*
 373  * We are descheduling a task - update its stats:
 374  */
 375 static inline void
 376 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 377 {
 378         se->exec_start = 0;
 379 }
 380
 381 /**************************************************
 382  * Scheduling class queueing methods:
 383  */
 384
 385 static void
 386 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 387 {
 388         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 389         cfs_rq->nr_running++;
 390         se->on_rq = 1;
 391 }
 392
 393 static void
 394 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 395 {
 396         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 397         cfs_rq->nr_running--;
 398         se->on_rq = 0;
 399 }
 400
 401 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 402 {
 403 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 404         if (se->sleep_start) {
 405                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 406
 407                 if ((s64)delta < 0)
 408                         delta = 0;
 409
 410                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 411                         se->sleep_max = delta;
 412
 413                 se->sleep_start = 0;
 414                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 415         }
 416         if (se->block_start) {
 417                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 418
 419                 if ((s64)delta < 0)
 420                         delta = 0;
 421
 422                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 423                         se->block_max = delta;
 424
 425                 se->block_start = 0;
 426                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 427
 428                 /*
 429                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
 430                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
 431                  * time that the task spent sleeping:
 432                  */
 433                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
 434                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 435
 436                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
 437                                      delta >> 20);
 438                 }
 439         }
 440 #endif
 441 }
 442
 443 static void
 444 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
 445 {
 446         u64 min_runtime, latency;
 447
 448         min_runtime = cfs_rq->min_vruntime;
 449
 450         if (sched_feat(USE_TREE_AVG)) {
 451                 struct sched_entity *last = __pick_last_entity(cfs_rq);
 452                 if (last) {
 453                         min_runtime = __pick_next_entity(cfs_rq)->vruntime;
 454                         min_runtime += last->vruntime;
 455                         min_runtime >>= 1;
 456                 }
 457         } else if (sched_feat(APPROX_AVG))
 458                 min_runtime += sysctl_sched_latency/2;
 459
 460         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
 461                 min_runtime += sched_slice(cfs_rq, se);
 462
 463         if (!initial && sched_feat(NEW_FAIR_SLEEPERS)) {
 464                 latency = sysctl_sched_latency;
 465                 if (min_runtime > latency)
 466                         min_runtime -= latency;
 467                 else
 468                         min_runtime = 0;
 469         }
 470
 471         se->vruntime = max(se->vruntime, min_runtime);
 472 }
 473
 474 static void
 475 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 476 {
 477         /*
 478          * Update the fair clock.
 479          */
 480         update_curr(cfs_rq);
 481
 482         if (wakeup) {
 483                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
 484                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 485         }
 486
 487         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 488         if (se != cfs_rq->curr)
 489                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 490         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
 491 }
 492
 493 static void
 494 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 495 {
 496         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 497 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 498         if (sleep) {
 499                 if (entity_is_task(se)) {
 500                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 501
 502                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 503                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 504                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 505                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 506                 }
 507         }
 508 #endif
 509         if (se != cfs_rq->curr)
 510                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 511         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
 512 }
 513
 514 /*
 515  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 516  */
 517 static void
 518 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 519 {
 520         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
 521
 522         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
 523         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
 524         if (delta_exec > ideal_runtime)
 525                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 526 }
 527
 528 static inline void
 529 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 530 {
 531         /*
 532          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 533          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 534          * runqueue.
 535          */
 536         update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 537         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 538         cfs_rq->curr = se;
 539 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 540         /*
 541          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
 542          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
 543          * when there are only lesser-weight tasks around):
 544          */
 545         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
 546                 se->slice_max = max(se->slice_max,
 547                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
 548         }
 549 #endif
 550         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
 551 }
 552
 553 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 554 {
 555         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 556
 557         /* 'current' is not kept within the tree. */
 558         if (se)
 559                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 560
 561         set_next_entity(cfs_rq, se);
 562
 563         return se;
 564 }
 565
 566 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 567 {
 568         /*
 569          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 570          * was not called and update_curr() has to be done:
 571          */
 572         if (prev->on_rq)
 573                 update_curr(cfs_rq);
 574
 575         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
 576
 577         if (prev->on_rq) {
 578                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 579                 /* Put 'current' back into the tree. */
 580                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
 581         }
 582         cfs_rq->curr = NULL;
 583 }
 584
 585 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 586 {
 587         /*
 588          * Update run-time statistics of the 'current'.
 589          */
 590         update_curr(cfs_rq);
 591
 592         if (cfs_rq->nr_running > 1)
 593                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
 594 }
 595
 596 /**************************************************
 597  * CFS operations on tasks:
 598  */
 599
 600 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 601
 602 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 603 #define for_each_sched_entity(se) \
 604                 for (; se; se = se->parent)
 605
 606 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 607 {
 608         return p->se.cfs_rq;
 609 }
 610
 611 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 612 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 613 {
 614         return se->cfs_rq;
 615 }
 616
 617 /* runqueue "owned" by this group */
 618 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 619 {
 620         return grp->my_q;
 621 }
 622
 623 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 624  * another cpu ('this_cpu')
 625  */
 626 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 627 {
 628         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
 629 }
 630
 631 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 632 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 633         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 634
 635 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
 636 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 637 {
 638         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
 639                 return 1;
 640
 641         return 0;
 642 }
 643
 644 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 645
 646 #define for_each_sched_entity(se) \
 647                 for (; se; se = NULL)
 648
 649 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 650 {
 651         return &task_rq(p)->cfs;
 652 }
 653
 654 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 655 {
 656         struct task_struct *p = task_of(se);
 657         struct rq *rq = task_rq(p);
 658
 659         return &rq->cfs;
 660 }
 661
 662 /* runqueue "owned" by this group */
 663 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 664 {
 665         return NULL;
 666 }
 667
 668 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 669 {
 670         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 671 }
 672
 673 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 674                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 675
 676 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 677 {
 678         return 1;
 679 }
 680
 681 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 682
 683 /*
 684  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 685  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 686  * then put the task into the rbtree:
 687  */
 688 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 689 {
 690         struct cfs_rq *cfs_rq;
 691         struct sched_entity *se = &p->se;
 692
 693         for_each_sched_entity(se) {
 694                 if (se->on_rq)
 695                         break;
 696                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 697                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 698         }
 699 }
 700
 701 /*
 702  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 703  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 704  * update the fair scheduling stats:
 705  */
 706 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 707 {
 708         struct cfs_rq *cfs_rq;
 709         struct sched_entity *se = &p->se;
 710
 711         for_each_sched_entity(se) {
 712                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 713                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 714                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 715                 if (cfs_rq->load.weight)
 716                         break;
 717         }
 718 }
 719
 720 /*
 721  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
 722  *
 723  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
 724  */
 725 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 726 {
 727         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
 728         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 729         struct sched_entity *rightmost, *se = &p->se;
 730         struct rb_node *parent;
 731
 732         /*
 733          * Are we the only task in the tree?
 734          */
 735         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
 736                 return;
 737
 738         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
 739                 __update_rq_clock(rq);
 740                 /*
 741                  * Dequeue and enqueue the task to update its
 742                  * position within the tree:
 743                  */
 744                 dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 745                 enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 746
 747                 return;
 748         }
 749         /*
 750          * Find the rightmost entry in the rbtree:
 751          */
 752         do {
 753                 parent = *link;
 754                 link = &parent->rb_right;
 755         } while (*link);
 756
 757         rightmost = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 758         /*
 759          * Already in the rightmost position?
 760          */
 761         if (unlikely(rightmost == se))
 762                 return;
 763
 764         /*
 765          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
 766          */
 767         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
 768
 769         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 770                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
 771         /*
 772          * Relink the task to the rightmost position:
 773          */
 774         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 775         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 776         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 777 }
 778
 779 /*
 780  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 781  */
 782 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 783 {
 784         struct task_struct *curr = rq->curr;
 785         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 786
 787         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 788                 update_rq_clock(rq);
 789                 update_curr(cfs_rq);
 790                 resched_task(curr);
 791                 return;
 792         }
 793         if (is_same_group(curr, p)) {
 794                 s64 delta = curr->se.vruntime - p->se.vruntime;
 795
 796                 if (delta > (s64)sysctl_sched_wakeup_granularity)
 797                         resched_task(curr);
 798         }
 799 }
 800
 801 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
 802 {
 803         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 804         struct sched_entity *se;
 805
 806         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 807                 return NULL;
 808
 809         do {
 810                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
 811                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 812         } while (cfs_rq);
 813
 814         return task_of(se);
 815 }
 816
 817 /*
 818  * Account for a descheduled task:
 819  */
 820 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 821 {
 822         struct sched_entity *se = &prev->se;
 823         struct cfs_rq *cfs_rq;
 824
 825         for_each_sched_entity(se) {
 826                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 827                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
 828         }
 829 }
 830
 831 /**************************************************
 832  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 833  */
 834
 835 /*
 836  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 837  * during the whole iteration, the current task might be
 838  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 839  * achieve that by always pre-iterating before returning
 840  * the current task:
 841  */
 842 static inline struct task_struct *
 843 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 844 {
 845         struct task_struct *p;
 846
 847         if (!curr)
 848                 return NULL;
 849
 850         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 851         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 852
 853         return p;
 854 }
 855
 856 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 857 {
 858         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 859
 860         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 861 }
 862
 863 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 864 {
 865         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 866
 867         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 868 }
 869
 870 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 871 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
 872 {
 873         struct sched_entity *curr;
 874         struct task_struct *p;
 875
 876         if (!cfs_rq->nr_running)
 877                 return MAX_PRIO;
 878
 879         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
 880         p = task_of(curr);
 881
 882         return p->prio;
 883 }
 884 #endif
 885
 886 static unsigned long
 887 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 888                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
 889                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 890                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
 891 {
 892         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 893         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
 894         long rem_load_move = max_load_move;
 895         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 896
 897         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 898         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 899
 900         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 901 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 902                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
 903                 long imbalance;
 904                 unsigned long maxload;
 905
 906                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
 907
 908                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
 909                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
 910                 if (imbalance <= 0)
 911                         continue;
 912
 913                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
 914                 imbalance /= 2;
 915                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
 916
 917                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
 918 #else
 919 # define maxload rem_load_move
 920 #endif
 921                 /* pass busy_cfs_rq argument into
 922                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
 923                  */
 924                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
 925                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
 926                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
 927                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
 928
 929                 total_nr_moved += nr_moved;
 930                 max_nr_move -= nr_moved;
 931                 rem_load_move -= load_moved;
 932
 933                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
 934                         break;
 935         }
 936
 937         return max_load_move - rem_load_move;
 938 }
 939
 940 /*
 941  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
 942  */
 943 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
 944 {
 945         struct cfs_rq *cfs_rq;
 946         struct sched_entity *se = &curr->se;
 947
 948         for_each_sched_entity(se) {
 949                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 950                 entity_tick(cfs_rq, se);
 951         }
 952 }
 953
 954 #define swap(a,b) do { typeof(a) tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp; } while (0)
 955
 956 /*
 957  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
 958  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
 959  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
 960  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
 961  * the child is not running yet.
 962  */
 963 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 964 {
 965         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
 966         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
 967
 968         sched_info_queued(p);
 969
 970         update_curr(cfs_rq);
 971         place_entity(cfs_rq, se, 1);
 972
 973         if (sysctl_sched_child_runs_first &&
 974                         curr->vruntime < se->vruntime) {
 975
 976                 dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 977                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
 978                 enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 979         }
 980
 981         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 982         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 983         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
 984         resched_task(rq->curr);
 985 }
 986
 987 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 988 /* Account for a task changing its policy or group.
 989  *
 990  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
 991  * migrates between groups/classes.
 992  */
 993 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
 994 {
 995         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
 996
 997         for_each_sched_entity(se)
 998                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
 999 }
1000 #else
1001 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1002 {
1003         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1004         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1005
1006         cfs_rq->curr = se;
1007 }
1008 #endif
1009
1010 /*
1011  * All the scheduling class methods:
1012  */
1013 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1014         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1015         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1016         .yield_task             = yield_task_fair,
1017
1018         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
1019
1020         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1021         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1022
1023         .load_balance           = load_balance_fair,
1024
1025         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1026         .task_tick              = task_tick_fair,
1027         .task_new               = task_new_fair,
1028 };
1029
1030 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1031 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1032 {
1033         struct cfs_rq *cfs_rq;
1034
1035         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1036                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1037 }
1038 #endif