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 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_latency = 20;
  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: 10 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 = 10000000UL;
  68
  69 /*
  70  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
  71  * (default: 10 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 = 10000000UL;
  78
  79 /**************************************************************
  80  * CFS operations on generic schedulable entities:
  81  */
  82
  83 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
  84
  85 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
  86 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
  87 {
  88         return cfs_rq->rq;
  89 }
  90
  91 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
  92 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
  93
  94 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
  95
  96 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
  97 {
  98         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
  99 }
 100
 101 #define entity_is_task(se)      1
 102
 103 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 104
 105 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
 106 {
 107         return container_of(se, struct task_struct, se);
 108 }
 109
 110
 111 /**************************************************************
 112  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
 113  */
 114
 115 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
 116 {
 117         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
 118         if (delta > 0)
 119                 min_vruntime = vruntime;
 120
 121         return min_vruntime;
 122 }
 123
 124 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
 125 {
 126         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
 127         if (delta < 0)
 128                 min_vruntime = vruntime;
 129
 130         return min_vruntime;
 131 }
 132
 133 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 134 {
 135         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
 136 }
 137
 138 /*
 139  * Enqueue an entity into the rb-tree:
 140  */
 141 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 142 {
 143         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 144         struct rb_node *parent = NULL;
 145         struct sched_entity *entry;
 146         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
 147         int leftmost = 1;
 148
 149         /*
 150          * Find the right place in the rbtree:
 151          */
 152         while (*link) {
 153                 parent = *link;
 154                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 155                 /*
 156                  * We dont care about collisions. Nodes with
 157                  * the same key stay together.
 158                  */
 159                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
 160                         link = &parent->rb_left;
 161                 } else {
 162                         link = &parent->rb_right;
 163                         leftmost = 0;
 164                 }
 165         }
 166
 167         /*
 168          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
 169          * used):
 170          */
 171         if (leftmost)
 172                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
 173
 174         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 175         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 176 }
 177
 178 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 179 {
 180         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 181                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
 182
 183         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 184 }
 185
 186 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
 187 {
 188         return cfs_rq->rb_leftmost;
 189 }
 190
 191 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 192 {
 193         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
 194 }
 195
 196 static inline struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 197 {
 198         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 199         struct sched_entity *se = NULL;
 200         struct rb_node *parent;
 201
 202         while (*link) {
 203                 parent = *link;
 204                 se = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 205                 link = &parent->rb_right;
 206         }
 207
 208         return se;
 209 }
 210
 211 /**************************************************************
 212  * Scheduling class statistics methods:
 213  */
 214
 215
 216 /*
 217  * The idea is to set a period in which each task runs once.
 218  *
 219  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
 220  * this period because otherwise the slices get too small.
 221  *
 222  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
 223  */
 224 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
 225 {
 226         u64 period = sysctl_sched_latency;
 227         unsigned long nr_latency = sysctl_sched_nr_latency;
 228
 229         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
 230                 period *= nr_running;
 231                 do_div(period, nr_latency);
 232         }
 233
 234         return period;
 235 }
 236
 237 /*
 238  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
 239  * proportional to the weight.
 240  *
 241  * s = p*w/rw
 242  */
 243 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 244 {
 245         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running);
 246
 247         slice *= se->load.weight;
 248         do_div(slice, cfs_rq->load.weight);
 249
 250         return slice;
 251 }
 252
 253 /*
 254  * We calculate the vruntime slice.
 255  *
 256  * vs = s/w = p/rw
 257  */
 258 static u64 __sched_vslice(unsigned long rq_weight, unsigned long nr_running)
 259 {
 260         u64 vslice = __sched_period(nr_running);
 261
 262         do_div(vslice, rq_weight);
 263
 264         return vslice;
 265 }
 266
 267 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq)
 268 {
 269         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight, cfs_rq->nr_running);
 270 }
 271
 272 static u64 sched_vslice_add(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 273 {
 274         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight + se->load.weight,
 275                         cfs_rq->nr_running + 1);
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
 280  * are not in our scheduling class.
 281  */
 282 static inline void
 283 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
 284               unsigned long delta_exec)
 285 {
 286         unsigned long delta_exec_weighted;
 287         u64 vruntime;
 288
 289         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
 290
 291         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
 292         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
 293         delta_exec_weighted = delta_exec;
 294         if (unlikely(curr->load.weight != NICE_0_LOAD)) {
 295                 delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec_weighted,
 296                                                         &curr->load);
 297         }
 298         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
 299
 300         /*
 301          * maintain cfs_rq->min_vruntime to be a monotonic increasing
 302          * value tracking the leftmost vruntime in the tree.
 303          */
 304         if (first_fair(cfs_rq)) {
 305                 vruntime = min_vruntime(curr->vruntime,
 306                                 __pick_next_entity(cfs_rq)->vruntime);
 307         } else
 308                 vruntime = curr->vruntime;
 309
 310         cfs_rq->min_vruntime =
 311                 max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
 312 }
 313
 314 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 315 {
 316         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
 317         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
 318         unsigned long delta_exec;
 319
 320         if (unlikely(!curr))
 321                 return;
 322
 323         /*
 324          * Get the amount of time the current task was running
 325          * since the last time we changed load (this cannot
 326          * overflow on 32 bits):
 327          */
 328         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
 329
 330         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
 331         curr->exec_start = now;
 332 }
 333
 334 static inline void
 335 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 336 {
 337         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
 338 }
 339
 340 /*
 341  * Task is being enqueued - update stats:
 342  */
 343 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 344 {
 345         /*
 346          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 347          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 348          */
 349         if (se != cfs_rq->curr)
 350                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
 351 }
 352
 353 static void
 354 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 355 {
 356         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
 357                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
 358         schedstat_set(se->wait_start, 0);
 359 }
 360
 361 static inline void
 362 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 363 {
 364         /*
 365          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 366          * waiting task:
 367          */
 368         if (se != cfs_rq->curr)
 369                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 370 }
 371
 372 /*
 373  * We are picking a new current task - update its stats:
 374  */
 375 static inline void
 376 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 377 {
 378         /*
 379          * We are starting a new run period:
 380          */
 381         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 382 }
 383
 384 /*
 385  * We are descheduling a task - update its stats:
 386  */
 387 static inline void
 388 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 389 {
 390         se->exec_start = 0;
 391 }
 392
 393 /**************************************************
 394  * Scheduling class queueing methods:
 395  */
 396
 397 static void
 398 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 399 {
 400         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 401         cfs_rq->nr_running++;
 402         se->on_rq = 1;
 403 }
 404
 405 static void
 406 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 407 {
 408         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 409         cfs_rq->nr_running--;
 410         se->on_rq = 0;
 411 }
 412
 413 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 414 {
 415 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 416         if (se->sleep_start) {
 417                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 418
 419                 if ((s64)delta < 0)
 420                         delta = 0;
 421
 422                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 423                         se->sleep_max = delta;
 424
 425                 se->sleep_start = 0;
 426                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 427         }
 428         if (se->block_start) {
 429                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 430
 431                 if ((s64)delta < 0)
 432                         delta = 0;
 433
 434                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 435                         se->block_max = delta;
 436
 437                 se->block_start = 0;
 438                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 439
 440                 /*
 441                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
 442                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
 443                  * time that the task spent sleeping:
 444                  */
 445                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
 446                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 447
 448                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
 449                                      delta >> 20);
 450                 }
 451         }
 452 #endif
 453 }
 454
 455 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 456 {
 457 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 458         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
 459
 460         if (d < 0)
 461                 d = -d;
 462
 463         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
 464                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
 465 #endif
 466 }
 467
 468 static void
 469 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
 470 {
 471         u64 vruntime;
 472
 473         vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
 474
 475         if (sched_feat(TREE_AVG)) {
 476                 struct sched_entity *last = __pick_last_entity(cfs_rq);
 477                 if (last) {
 478                         vruntime += last->vruntime;
 479                         vruntime >>= 1;
 480                 }
 481         } else if (sched_feat(APPROX_AVG) && cfs_rq->nr_running)
 482                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq)/2;
 483
 484         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
 485                 vruntime += sched_vslice_add(cfs_rq, se);
 486
 487         if (!initial) {
 488                 if (sched_feat(NEW_FAIR_SLEEPERS) && entity_is_task(se) &&
 489                                 task_of(se)->policy != SCHED_BATCH)
 490                         vruntime -= sysctl_sched_latency;
 491
 492                 vruntime = max_t(s64, vruntime, se->vruntime);
 493         }
 494
 495         se->vruntime = vruntime;
 496
 497 }
 498
 499 static void
 500 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 501 {
 502         /*
 503          * Update run-time statistics of the 'current'.
 504          */
 505         update_curr(cfs_rq);
 506
 507         if (wakeup) {
 508                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
 509                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 510         }
 511
 512         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 513         check_spread(cfs_rq, se);
 514         if (se != cfs_rq->curr)
 515                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 516         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
 517 }
 518
 519 static void
 520 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 521 {
 522         /*
 523          * Update run-time statistics of the 'current'.
 524          */
 525         update_curr(cfs_rq);
 526
 527         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 528         if (sleep) {
 529                 se->peer_preempt = 0;
 530 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 531                 if (entity_is_task(se)) {
 532                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 533
 534                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 535                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 536                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 537                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 538                 }
 539 #endif
 540         }
 541
 542         if (se != cfs_rq->curr)
 543                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 544         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
 545 }
 546
 547 /*
 548  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 549  */
 550 static void
 551 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 552 {
 553         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
 554
 555         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
 556         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
 557         if (delta_exec > ideal_runtime ||
 558                         (sched_feat(PREEMPT_RESTRICT) && curr->peer_preempt))
 559                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 560         curr->peer_preempt = 0;
 561 }
 562
 563 static void
 564 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 565 {
 566         /* 'current' is not kept within the tree. */
 567         if (se->on_rq) {
 568                 /*
 569                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 570                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 571                  * runqueue.
 572                  */
 573                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 574                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 575         }
 576
 577         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 578         cfs_rq->curr = se;
 579 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 580         /*
 581          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
 582          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
 583          * when there are only lesser-weight tasks around):
 584          */
 585         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
 586                 se->slice_max = max(se->slice_max,
 587                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
 588         }
 589 #endif
 590         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
 591 }
 592
 593 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 594 {
 595         struct sched_entity *se = NULL;
 596
 597         if (first_fair(cfs_rq)) {
 598                 se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 599                 set_next_entity(cfs_rq, se);
 600         }
 601
 602         return se;
 603 }
 604
 605 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 606 {
 607         /*
 608          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 609          * was not called and update_curr() has to be done:
 610          */
 611         if (prev->on_rq)
 612                 update_curr(cfs_rq);
 613
 614         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
 615
 616         check_spread(cfs_rq, prev);
 617         if (prev->on_rq) {
 618                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 619                 /* Put 'current' back into the tree. */
 620                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
 621         }
 622         cfs_rq->curr = NULL;
 623 }
 624
 625 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 626 {
 627         /*
 628          * Update run-time statistics of the 'current'.
 629          */
 630         update_curr(cfs_rq);
 631
 632         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
 633                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
 634 }
 635
 636 /**************************************************
 637  * CFS operations on tasks:
 638  */
 639
 640 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 641
 642 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 643 #define for_each_sched_entity(se) \
 644                 for (; se; se = se->parent)
 645
 646 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 647 {
 648         return p->se.cfs_rq;
 649 }
 650
 651 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 652 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 653 {
 654         return se->cfs_rq;
 655 }
 656
 657 /* runqueue "owned" by this group */
 658 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 659 {
 660         return grp->my_q;
 661 }
 662
 663 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 664  * another cpu ('this_cpu')
 665  */
 666 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 667 {
 668         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
 669 }
 670
 671 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 672 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 673         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 674
 675 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
 676 static inline int
 677 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 678 {
 679         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
 680                 return 1;
 681
 682         return 0;
 683 }
 684
 685 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 686 {
 687         return se->parent;
 688 }
 689
 690 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 691
 692 #define for_each_sched_entity(se) \
 693                 for (; se; se = NULL)
 694
 695 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 696 {
 697         return &task_rq(p)->cfs;
 698 }
 699
 700 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 701 {
 702         struct task_struct *p = task_of(se);
 703         struct rq *rq = task_rq(p);
 704
 705         return &rq->cfs;
 706 }
 707
 708 /* runqueue "owned" by this group */
 709 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 710 {
 711         return NULL;
 712 }
 713
 714 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 715 {
 716         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 717 }
 718
 719 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 720                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 721
 722 static inline int
 723 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 724 {
 725         return 1;
 726 }
 727
 728 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 729 {
 730         return NULL;
 731 }
 732
 733 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 734
 735 /*
 736  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 737  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 738  * then put the task into the rbtree:
 739  */
 740 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 741 {
 742         struct cfs_rq *cfs_rq;
 743         struct sched_entity *se = &p->se;
 744
 745         for_each_sched_entity(se) {
 746                 if (se->on_rq)
 747                         break;
 748                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 749                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 750                 wakeup = 1;
 751         }
 752 }
 753
 754 /*
 755  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 756  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 757  * update the fair scheduling stats:
 758  */
 759 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 760 {
 761         struct cfs_rq *cfs_rq;
 762         struct sched_entity *se = &p->se;
 763
 764         for_each_sched_entity(se) {
 765                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 766                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 767                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 768                 if (cfs_rq->load.weight)
 769                         break;
 770                 sleep = 1;
 771         }
 772 }
 773
 774 /*
 775  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
 776  *
 777  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
 778  */
 779 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
 780 {
 781         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(rq->curr);
 782         struct sched_entity *rightmost, *se = &rq->curr->se;
 783
 784         /*
 785          * Are we the only task in the tree?
 786          */
 787         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
 788                 return;
 789
 790         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
 791                 __update_rq_clock(rq);
 792                 /*
 793                  * Update run-time statistics of the 'current'.
 794                  */
 795                 update_curr(cfs_rq);
 796
 797                 return;
 798         }
 799         /*
 800          * Find the rightmost entry in the rbtree:
 801          */
 802         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
 803         /*
 804          * Already in the rightmost position?
 805          */
 806         if (unlikely(rightmost->vruntime < se->vruntime))
 807                 return;
 808
 809         /*
 810          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
 811          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
 812          * 'current' within the tree based on its new key value.
 813          */
 814         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
 815 }
 816
 817 /*
 818  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 819  */
 820 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 821 {
 822         struct task_struct *curr = rq->curr;
 823         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 824         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
 825         s64 delta, gran;
 826
 827         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 828                 update_rq_clock(rq);
 829                 update_curr(cfs_rq);
 830                 resched_task(curr);
 831                 return;
 832         }
 833
 834         if (sched_feat(WAKEUP_PREEMPT)) {
 835                 while (!is_same_group(se, pse)) {
 836                         se = parent_entity(se);
 837                         pse = parent_entity(pse);
 838                 }
 839
 840                 delta = se->vruntime - pse->vruntime;
 841                 gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 842                 if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 843                         gran = calc_delta_fair(gran, &se->load);
 844
 845                 if (delta > gran) {
 846                         int now = !sched_feat(PREEMPT_RESTRICT);
 847
 848                         if (now || p->prio < curr->prio || !se->peer_preempt++)
 849                                 resched_task(curr);
 850                 }
 851         }
 852 }
 853
 854 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
 855 {
 856         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 857         struct sched_entity *se;
 858
 859         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 860                 return NULL;
 861
 862         do {
 863                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
 864                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 865         } while (cfs_rq);
 866
 867         return task_of(se);
 868 }
 869
 870 /*
 871  * Account for a descheduled task:
 872  */
 873 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 874 {
 875         struct sched_entity *se = &prev->se;
 876         struct cfs_rq *cfs_rq;
 877
 878         for_each_sched_entity(se) {
 879                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 880                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
 881         }
 882 }
 883
 884 /**************************************************
 885  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 886  */
 887
 888 /*
 889  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 890  * during the whole iteration, the current task might be
 891  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 892  * achieve that by always pre-iterating before returning
 893  * the current task:
 894  */
 895 static struct task_struct *
 896 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 897 {
 898         struct task_struct *p;
 899
 900         if (!curr)
 901                 return NULL;
 902
 903         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 904         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 905
 906         return p;
 907 }
 908
 909 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 910 {
 911         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 912
 913         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 914 }
 915
 916 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 917 {
 918         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 919
 920         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 921 }
 922
 923 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 924 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
 925 {
 926         struct sched_entity *curr;
 927         struct task_struct *p;
 928
 929         if (!cfs_rq->nr_running)
 930                 return MAX_PRIO;
 931
 932         curr = cfs_rq->curr;
 933         if (!curr)
 934                 curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
 935
 936         p = task_of(curr);
 937
 938         return p->prio;
 939 }
 940 #endif
 941
 942 static unsigned long
 943 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 944                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
 945                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 946                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
 947 {
 948         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 949         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
 950         long rem_load_move = max_load_move;
 951         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 952
 953         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 954         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 955
 956         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 957 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 958                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
 959                 long imbalance;
 960                 unsigned long maxload;
 961
 962                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
 963
 964                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
 965                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
 966                 if (imbalance <= 0)
 967                         continue;
 968
 969                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
 970                 imbalance /= 2;
 971                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
 972
 973                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
 974 #else
 975 # define maxload rem_load_move
 976 #endif
 977                 /* pass busy_cfs_rq argument into
 978                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
 979                  */
 980                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
 981                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
 982                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
 983                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
 984
 985                 total_nr_moved += nr_moved;
 986                 max_nr_move -= nr_moved;
 987                 rem_load_move -= load_moved;
 988
 989                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
 990                         break;
 991         }
 992
 993         return max_load_move - rem_load_move;
 994 }
 995
 996 /*
 997  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
 998  */
 999 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1000 {
1001         struct cfs_rq *cfs_rq;
1002         struct sched_entity *se = &curr->se;
1003
1004         for_each_sched_entity(se) {
1005                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1006                 entity_tick(cfs_rq, se);
1007         }
1008 }
1009
1010 #define swap(a,b) do { typeof(a) tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp; } while (0)
1011
1012 /*
1013  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1014  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1015  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1016  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1017  * the child is not running yet.
1018  */
1019 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1020 {
1021         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1022         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
1023         int this_cpu = smp_processor_id();
1024
1025         sched_info_queued(p);
1026
1027         update_curr(cfs_rq);
1028         place_entity(cfs_rq, se, 1);
1029
1030         if (sysctl_sched_child_runs_first && this_cpu == task_cpu(p) &&
1031                         curr->vruntime < se->vruntime) {
1032                 /*
1033                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1034                  * 'current' within the tree based on its new key value.
1035                  */
1036                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
1037         }
1038
1039         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1040         check_spread(cfs_rq, se);
1041         check_spread(cfs_rq, curr);
1042         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1043         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1044         se->peer_preempt = 0;
1045         resched_task(rq->curr);
1046 }
1047
1048 /* Account for a task changing its policy or group.
1049  *
1050  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1051  * migrates between groups/classes.
1052  */
1053 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1054 {
1055         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1056
1057         for_each_sched_entity(se)
1058                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1059 }
1060
1061 /*
1062  * All the scheduling class methods:
1063  */
1064 static const struct sched_class fair_sched_class = {
1065         .next                   = &idle_sched_class,
1066         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1067         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1068         .yield_task             = yield_task_fair,
1069
1070         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
1071
1072         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1073         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1074
1075         .load_balance           = load_balance_fair,
1076
1077         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1078         .task_tick              = task_tick_fair,
1079         .task_new               = task_new_fair,
1080 };
1081
1082 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1083 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1084 {
1085         struct cfs_rq *cfs_rq;
1086
1087 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1088         print_cfs_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->cfs);
1089 #endif
1090         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1091                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1092 }
1093 #endif