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 * (1 + ilog(ncpus)), 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  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
  30  * based scheduling concepts.
  31  *
  32  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
  33  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
  34  */
  35 unsigned int sysctl_sched_latency = 20000000ULL;
  36
  37 /*
  38  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
  39  * (default: 4 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
  40  */
  41 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 4000000ULL;
  42
  43 /*
  44  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
  45  */
  46 static unsigned int sched_nr_latency = 5;
  47
  48 /*
  49  * After fork, child runs first. (default) If set to 0 then
  50  * parent will (try to) run first.
  51  */
  52 const_debug unsigned int sysctl_sched_child_runs_first = 1;
  53
  54 /*
  55  * sys_sched_yield() compat mode
  56  *
  57  * This option switches the agressive yield implementation of the
  58  * old scheduler back on.
  59  */
  60 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
  61
  62 /*
  63  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
  64  * (default: 10 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
  65  *
  66  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  67  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  68  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  69  */
  70 unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity = 10000000UL;
  71
  72 /*
  73  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
  74  * (default: 10 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
  75  *
  76  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  77  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  78  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  79  */
  80 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 10000000UL;
  81
  82 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
  83
  84 /**************************************************************
  85  * CFS operations on generic schedulable entities:
  86  */
  87
  88 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
  89
  90 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
  91 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
  92 {
  93         return cfs_rq->rq;
  94 }
  95
  96 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
  97 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
  98
  99 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 100
 101 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 102 {
 103         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
 104 }
 105
 106 #define entity_is_task(se)      1
 107
 108 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 109
 110 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
 111 {
 112         return container_of(se, struct task_struct, se);
 113 }
 114
 115
 116 /**************************************************************
 117  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
 118  */
 119
 120 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
 121 {
 122         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
 123         if (delta > 0)
 124                 min_vruntime = vruntime;
 125
 126         return min_vruntime;
 127 }
 128
 129 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
 130 {
 131         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
 132         if (delta < 0)
 133                 min_vruntime = vruntime;
 134
 135         return min_vruntime;
 136 }
 137
 138 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 139 {
 140         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
 141 }
 142
 143 /*
 144  * Enqueue an entity into the rb-tree:
 145  */
 146 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 147 {
 148         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 149         struct rb_node *parent = NULL;
 150         struct sched_entity *entry;
 151         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
 152         int leftmost = 1;
 153
 154         /*
 155          * Find the right place in the rbtree:
 156          */
 157         while (*link) {
 158                 parent = *link;
 159                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 160                 /*
 161                  * We dont care about collisions. Nodes with
 162                  * the same key stay together.
 163                  */
 164                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
 165                         link = &parent->rb_left;
 166                 } else {
 167                         link = &parent->rb_right;
 168                         leftmost = 0;
 169                 }
 170         }
 171
 172         /*
 173          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
 174          * used):
 175          */
 176         if (leftmost)
 177                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
 178
 179         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 180         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 181 }
 182
 183 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 184 {
 185         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 186                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
 187
 188         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 189 }
 190
 191 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
 192 {
 193         return cfs_rq->rb_leftmost;
 194 }
 195
 196 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 197 {
 198         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
 199 }
 200
 201 static inline struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 202 {
 203         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 204         struct sched_entity *se = NULL;
 205         struct rb_node *parent;
 206
 207         while (*link) {
 208                 parent = *link;
 209                 se = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 210                 link = &parent->rb_right;
 211         }
 212
 213         return se;
 214 }
 215
 216 /**************************************************************
 217  * Scheduling class statistics methods:
 218  */
 219
 220 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 221 int sched_nr_latency_handler(struct ctl_table *table, int write,
 222                 struct file *filp, void __user *buffer, size_t *lenp,
 223                 loff_t *ppos)
 224 {
 225         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, filp, buffer, lenp, ppos);
 226
 227         if (ret || !write)
 228                 return ret;
 229
 230         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
 231                                         sysctl_sched_min_granularity);
 232
 233         return 0;
 234 }
 235 #endif
 236
 237 /*
 238  * The idea is to set a period in which each task runs once.
 239  *
 240  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
 241  * this period because otherwise the slices get too small.
 242  *
 243  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
 244  */
 245 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
 246 {
 247         u64 period = sysctl_sched_latency;
 248         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
 249
 250         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
 251                 period *= nr_running;
 252                 do_div(period, nr_latency);
 253         }
 254
 255         return period;
 256 }
 257
 258 /*
 259  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
 260  * proportional to the weight.
 261  *
 262  * s = p*w/rw
 263  */
 264 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 265 {
 266         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running);
 267
 268         slice *= se->load.weight;
 269         do_div(slice, cfs_rq->load.weight);
 270
 271         return slice;
 272 }
 273
 274 /*
 275  * We calculate the vruntime slice.
 276  *
 277  * vs = s/w = p/rw
 278  */
 279 static u64 __sched_vslice(unsigned long rq_weight, unsigned long nr_running)
 280 {
 281         u64 vslice = __sched_period(nr_running);
 282
 283         vslice *= NICE_0_LOAD;
 284         do_div(vslice, rq_weight);
 285
 286         return vslice;
 287 }
 288
 289 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq)
 290 {
 291         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight, cfs_rq->nr_running);
 292 }
 293
 294 static u64 sched_vslice_add(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 295 {
 296         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight + se->load.weight,
 297                         cfs_rq->nr_running + 1);
 298 }
 299
 300 /*
 301  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
 302  * are not in our scheduling class.
 303  */
 304 static inline void
 305 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
 306               unsigned long delta_exec)
 307 {
 308         unsigned long delta_exec_weighted;
 309         u64 vruntime;
 310
 311         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
 312
 313         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
 314         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
 315         delta_exec_weighted = delta_exec;
 316         if (unlikely(curr->load.weight != NICE_0_LOAD)) {
 317                 delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec_weighted,
 318                                                         &curr->load);
 319         }
 320         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
 321
 322         /*
 323          * maintain cfs_rq->min_vruntime to be a monotonic increasing
 324          * value tracking the leftmost vruntime in the tree.
 325          */
 326         if (first_fair(cfs_rq)) {
 327                 vruntime = min_vruntime(curr->vruntime,
 328                                 __pick_next_entity(cfs_rq)->vruntime);
 329         } else
 330                 vruntime = curr->vruntime;
 331
 332         cfs_rq->min_vruntime =
 333                 max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
 334 }
 335
 336 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 337 {
 338         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
 339         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
 340         unsigned long delta_exec;
 341
 342         if (unlikely(!curr))
 343                 return;
 344
 345         /*
 346          * Get the amount of time the current task was running
 347          * since the last time we changed load (this cannot
 348          * overflow on 32 bits):
 349          */
 350         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
 351
 352         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
 353         curr->exec_start = now;
 354 }
 355
 356 static inline void
 357 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 358 {
 359         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
 360 }
 361
 362 /*
 363  * Task is being enqueued - update stats:
 364  */
 365 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 366 {
 367         /*
 368          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 369          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 370          */
 371         if (se != cfs_rq->curr)
 372                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
 373 }
 374
 375 static void
 376 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 377 {
 378         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
 379                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
 380         schedstat_set(se->wait_start, 0);
 381 }
 382
 383 static inline void
 384 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 385 {
 386         /*
 387          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 388          * waiting task:
 389          */
 390         if (se != cfs_rq->curr)
 391                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 392 }
 393
 394 /*
 395  * We are picking a new current task - update its stats:
 396  */
 397 static inline void
 398 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 399 {
 400         /*
 401          * We are starting a new run period:
 402          */
 403         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 404 }
 405
 406 /**************************************************
 407  * Scheduling class queueing methods:
 408  */
 409
 410 static void
 411 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 412 {
 413         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 414         cfs_rq->nr_running++;
 415         se->on_rq = 1;
 416 }
 417
 418 static void
 419 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 420 {
 421         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 422         cfs_rq->nr_running--;
 423         se->on_rq = 0;
 424 }
 425
 426 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 427 {
 428 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 429         if (se->sleep_start) {
 430                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 431
 432                 if ((s64)delta < 0)
 433                         delta = 0;
 434
 435                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 436                         se->sleep_max = delta;
 437
 438                 se->sleep_start = 0;
 439                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 440         }
 441         if (se->block_start) {
 442                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 443
 444                 if ((s64)delta < 0)
 445                         delta = 0;
 446
 447                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 448                         se->block_max = delta;
 449
 450                 se->block_start = 0;
 451                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 452
 453                 /*
 454                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
 455                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
 456                  * time that the task spent sleeping:
 457                  */
 458                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
 459                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 460
 461                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
 462                                      delta >> 20);
 463                 }
 464         }
 465 #endif
 466 }
 467
 468 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 469 {
 470 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 471         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
 472
 473         if (d < 0)
 474                 d = -d;
 475
 476         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
 477                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
 478 #endif
 479 }
 480
 481 static void
 482 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
 483 {
 484         u64 vruntime;
 485
 486         vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
 487
 488         if (sched_feat(TREE_AVG)) {
 489                 struct sched_entity *last = __pick_last_entity(cfs_rq);
 490                 if (last) {
 491                         vruntime += last->vruntime;
 492                         vruntime >>= 1;
 493                 }
 494         } else if (sched_feat(APPROX_AVG) && cfs_rq->nr_running)
 495                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq)/2;
 496
 497         /*
 498          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
 499          * however the extra weight of the new task will slow them down a
 500          * little, place the new task so that it fits in the slot that
 501          * stays open at the end.
 502          */
 503         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
 504                 vruntime += sched_vslice_add(cfs_rq, se);
 505
 506         if (!initial) {
 507                 /* sleeps upto a single latency don't count. */
 508                 if (sched_feat(NEW_FAIR_SLEEPERS) && entity_is_task(se) &&
 509                                 task_of(se)->policy != SCHED_BATCH)
 510                         vruntime -= sysctl_sched_latency;
 511
 512                 /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
 513                 vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
 514         }
 515
 516         se->vruntime = vruntime;
 517 }
 518
 519 static void
 520 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 521 {
 522         /*
 523          * Update run-time statistics of the 'current'.
 524          */
 525         update_curr(cfs_rq);
 526
 527         if (wakeup) {
 528                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
 529                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 530         }
 531
 532         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 533         check_spread(cfs_rq, se);
 534         if (se != cfs_rq->curr)
 535                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 536         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
 537 }
 538
 539 static void
 540 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 541 {
 542         /*
 543          * Update run-time statistics of the 'current'.
 544          */
 545         update_curr(cfs_rq);
 546
 547         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 548         if (sleep) {
 549 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 550                 if (entity_is_task(se)) {
 551                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 552
 553                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 554                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 555                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 556                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 557                 }
 558 #endif
 559         }
 560
 561         if (se != cfs_rq->curr)
 562                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 563         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
 564 }
 565
 566 /*
 567  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 568  */
 569 static void
 570 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 571 {
 572         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
 573
 574         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
 575         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
 576         if (delta_exec > ideal_runtime)
 577                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 578 }
 579
 580 static void
 581 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 582 {
 583         /* 'current' is not kept within the tree. */
 584         if (se->on_rq) {
 585                 /*
 586                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 587                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 588                  * runqueue.
 589                  */
 590                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 591                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 592         }
 593
 594         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 595         cfs_rq->curr = se;
 596 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 597         /*
 598          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
 599          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
 600          * when there are only lesser-weight tasks around):
 601          */
 602         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
 603                 se->slice_max = max(se->slice_max,
 604                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
 605         }
 606 #endif
 607         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
 608 }
 609
 610 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 611 {
 612         struct sched_entity *se = NULL;
 613
 614         if (first_fair(cfs_rq)) {
 615                 se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 616                 set_next_entity(cfs_rq, se);
 617         }
 618
 619         return se;
 620 }
 621
 622 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 623 {
 624         /*
 625          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 626          * was not called and update_curr() has to be done:
 627          */
 628         if (prev->on_rq)
 629                 update_curr(cfs_rq);
 630
 631         check_spread(cfs_rq, prev);
 632         if (prev->on_rq) {
 633                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 634                 /* Put 'current' back into the tree. */
 635                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
 636         }
 637         cfs_rq->curr = NULL;
 638 }
 639
 640 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 641 {
 642         /*
 643          * Update run-time statistics of the 'current'.
 644          */
 645         update_curr(cfs_rq);
 646
 647         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
 648                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
 649 }
 650
 651 /**************************************************
 652  * CFS operations on tasks:
 653  */
 654
 655 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 656
 657 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 658 #define for_each_sched_entity(se) \
 659                 for (; se; se = se->parent)
 660
 661 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 662 {
 663         return p->se.cfs_rq;
 664 }
 665
 666 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 667 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 668 {
 669         return se->cfs_rq;
 670 }
 671
 672 /* runqueue "owned" by this group */
 673 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 674 {
 675         return grp->my_q;
 676 }
 677
 678 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 679  * another cpu ('this_cpu')
 680  */
 681 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 682 {
 683         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
 684 }
 685
 686 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 687 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 688         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 689
 690 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
 691 static inline int
 692 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 693 {
 694         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
 695                 return 1;
 696
 697         return 0;
 698 }
 699
 700 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 701 {
 702         return se->parent;
 703 }
 704
 705 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 706
 707 #define for_each_sched_entity(se) \
 708                 for (; se; se = NULL)
 709
 710 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 711 {
 712         return &task_rq(p)->cfs;
 713 }
 714
 715 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 716 {
 717         struct task_struct *p = task_of(se);
 718         struct rq *rq = task_rq(p);
 719
 720         return &rq->cfs;
 721 }
 722
 723 /* runqueue "owned" by this group */
 724 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 725 {
 726         return NULL;
 727 }
 728
 729 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 730 {
 731         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 732 }
 733
 734 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 735                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 736
 737 static inline int
 738 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 739 {
 740         return 1;
 741 }
 742
 743 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 744 {
 745         return NULL;
 746 }
 747
 748 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 749
 750 /*
 751  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 752  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 753  * then put the task into the rbtree:
 754  */
 755 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 756 {
 757         struct cfs_rq *cfs_rq;
 758         struct sched_entity *se = &p->se;
 759
 760         for_each_sched_entity(se) {
 761                 if (se->on_rq)
 762                         break;
 763                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 764                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 765                 wakeup = 1;
 766         }
 767 }
 768
 769 /*
 770  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 771  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 772  * update the fair scheduling stats:
 773  */
 774 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 775 {
 776         struct cfs_rq *cfs_rq;
 777         struct sched_entity *se = &p->se;
 778
 779         for_each_sched_entity(se) {
 780                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 781                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 782                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 783                 if (cfs_rq->load.weight)
 784                         break;
 785                 sleep = 1;
 786         }
 787 }
 788
 789 /*
 790  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
 791  *
 792  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
 793  */
 794 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
 795 {
 796         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(rq->curr);
 797         struct sched_entity *rightmost, *se = &rq->curr->se;
 798
 799         /*
 800          * Are we the only task in the tree?
 801          */
 802         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
 803                 return;
 804
 805         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
 806                 __update_rq_clock(rq);
 807                 /*
 808                  * Update run-time statistics of the 'current'.
 809                  */
 810                 update_curr(cfs_rq);
 811
 812                 return;
 813         }
 814         /*
 815          * Find the rightmost entry in the rbtree:
 816          */
 817         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
 818         /*
 819          * Already in the rightmost position?
 820          */
 821         if (unlikely(rightmost->vruntime < se->vruntime))
 822                 return;
 823
 824         /*
 825          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
 826          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
 827          * 'current' within the tree based on its new key value.
 828          */
 829         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
 830 }
 831
 832 /*
 833  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 834  */
 835 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 836 {
 837         struct task_struct *curr = rq->curr;
 838         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 839         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
 840         unsigned long gran;
 841
 842         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 843                 update_rq_clock(rq);
 844                 update_curr(cfs_rq);
 845                 resched_task(curr);
 846                 return;
 847         }
 848         /*
 849          * Batch tasks do not preempt (their preemption is driven by
 850          * the tick):
 851          */
 852         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
 853                 return;
 854
 855         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
 856                 return;
 857
 858         while (!is_same_group(se, pse)) {
 859                 se = parent_entity(se);
 860                 pse = parent_entity(pse);
 861         }
 862
 863         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 864         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 865                 gran = calc_delta_fair(gran, &se->load);
 866
 867         if (pse->vruntime + gran < se->vruntime)
 868                 resched_task(curr);
 869 }
 870
 871 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
 872 {
 873         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 874         struct sched_entity *se;
 875
 876         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 877                 return NULL;
 878
 879         do {
 880                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
 881                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 882         } while (cfs_rq);
 883
 884         return task_of(se);
 885 }
 886
 887 /*
 888  * Account for a descheduled task:
 889  */
 890 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 891 {
 892         struct sched_entity *se = &prev->se;
 893         struct cfs_rq *cfs_rq;
 894
 895         for_each_sched_entity(se) {
 896                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 897                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
 898         }
 899 }
 900
 901 #ifdef CONFIG_SMP
 902 /**************************************************
 903  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 904  */
 905
 906 /*
 907  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 908  * during the whole iteration, the current task might be
 909  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 910  * achieve that by always pre-iterating before returning
 911  * the current task:
 912  */
 913 static struct task_struct *
 914 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 915 {
 916         struct task_struct *p;
 917
 918         if (!curr)
 919                 return NULL;
 920
 921         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 922         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 923
 924         return p;
 925 }
 926
 927 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 928 {
 929         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 930
 931         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 932 }
 933
 934 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 935 {
 936         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 937
 938         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 939 }
 940
 941 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 942 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
 943 {
 944         struct sched_entity *curr;
 945         struct task_struct *p;
 946
 947         if (!cfs_rq->nr_running)
 948                 return MAX_PRIO;
 949
 950         curr = cfs_rq->curr;
 951         if (!curr)
 952                 curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
 953
 954         p = task_of(curr);
 955
 956         return p->prio;
 957 }
 958 #endif
 959
 960 static unsigned long
 961 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 962                   unsigned long max_load_move,
 963                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 964                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
 965 {
 966         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 967         long rem_load_move = max_load_move;
 968         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 969
 970         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 971         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 972
 973         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 974 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 975                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
 976                 long imbalance;
 977                 unsigned long maxload;
 978
 979                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
 980
 981                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
 982                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
 983                 if (imbalance <= 0)
 984                         continue;
 985
 986                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
 987                 imbalance /= 2;
 988                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
 989
 990                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
 991 #else
 992 # define maxload rem_load_move
 993 #endif
 994                 /*
 995                  * pass busy_cfs_rq argument into
 996                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
 997                  */
 998                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
 999                 rem_load_move -= balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1000                                                maxload, sd, idle, all_pinned,
1001                                                this_best_prio,
1002                                                &cfs_rq_iterator);
1003
1004                 if (rem_load_move <= 0)
1005                         break;
1006         }
1007
1008         return max_load_move - rem_load_move;
1009 }
1010
1011 static int
1012 move_one_task_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1013                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1014 {
1015         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1016         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1017
1018         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1019         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1020
1021         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1022                 /*
1023                  * pass busy_cfs_rq argument into
1024                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1025                  */
1026                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1027                 if (iter_move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle,
1028                                        &cfs_rq_iterator))
1029                     return 1;
1030         }
1031
1032         return 0;
1033 }
1034 #endif
1035
1036 /*
1037  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1038  */
1039 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1040 {
1041         struct cfs_rq *cfs_rq;
1042         struct sched_entity *se = &curr->se;
1043
1044         for_each_sched_entity(se) {
1045                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1046                 entity_tick(cfs_rq, se);
1047         }
1048 }
1049
1050 #define swap(a, b) do { typeof(a) tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp; } while (0)
1051
1052 /*
1053  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1054  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1055  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1056  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1057  * the child is not running yet.
1058  */
1059 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1060 {
1061         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1062         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
1063         int this_cpu = smp_processor_id();
1064
1065         sched_info_queued(p);
1066
1067         update_curr(cfs_rq);
1068         place_entity(cfs_rq, se, 1);
1069
1070         /* 'curr' will be NULL if the child belongs to a different group */
1071         if (sysctl_sched_child_runs_first && this_cpu == task_cpu(p) &&
1072                         curr && curr->vruntime < se->vruntime) {
1073                 /*
1074                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1075                  * 'current' within the tree based on its new key value.
1076                  */
1077                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
1078         }
1079
1080         enqueue_task_fair(rq, p, 0);
1081         resched_task(rq->curr);
1082 }
1083
1084 /* Account for a task changing its policy or group.
1085  *
1086  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1087  * migrates between groups/classes.
1088  */
1089 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1090 {
1091         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1092
1093         for_each_sched_entity(se)
1094                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1095 }
1096
1097 /*
1098  * All the scheduling class methods:
1099  */
1100 static const struct sched_class fair_sched_class = {
1101         .next                   = &idle_sched_class,
1102         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1103         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1104         .yield_task             = yield_task_fair,
1105
1106         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
1107
1108         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1109         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1110
1111 #ifdef CONFIG_SMP
1112         .load_balance           = load_balance_fair,
1113         .move_one_task          = move_one_task_fair,
1114 #endif
1115
1116         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1117         .task_tick              = task_tick_fair,
1118         .task_new               = task_new_fair,
1119 };
1120
1121 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1122 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1123 {
1124         struct cfs_rq *cfs_rq;
1125
1126 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1127         print_cfs_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->cfs);
1128 #endif
1129         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1130                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1131 }
1132 #endif