kernel/sched_fair.c

   1 /*
   2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
   5  *
   6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
   7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
   8  *
   9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
  10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
  11  *
  12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
  13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
  14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
  15  *
  16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
  17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
  18  *
  19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
  20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
  21  */
  22
  23 /*
  24  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
  25  * (default: 20ms, units: nanoseconds)
  26  *
  27  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
  28  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length.
  29  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
  30  *  run vmstat and monitor the context-switches field)
  31  *
  32  * On SMP systems the value of this is multiplied by the log2 of the
  33  * number of CPUs. (i.e. factor 2x on 2-way systems, 3x on 4-way
  34  * systems, 4x on 8-way systems, 5x on 16-way systems, etc.)
  35  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
  36  */
  37 unsigned int sysctl_sched_latency __read_mostly = 20000000ULL;
  38
  39 /*
  40  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
  41  * (default: 2 msec, units: nanoseconds)
  42  */
  43 unsigned int sysctl_sched_min_granularity __read_mostly = 2000000ULL;
  44
  45 /*
  46  * sys_sched_yield() compat mode
  47  *
  48  * This option switches the agressive yield implementation of the
  49  * old scheduler back on.
  50  */
  51 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
  52
  53 /*
  54  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
  55  * (default: 25 msec, units: nanoseconds)
  56  *
  57  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  58  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  59  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  60  */
  61 unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity __read_mostly = 25000000UL;
  62
  63 /*
  64  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
  65  * (default: 1 msec, units: nanoseconds)
  66  *
  67  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  68  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  69  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  70  */
  71 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity __read_mostly = 1000000UL;
  72
  73 unsigned int sysctl_sched_stat_granularity __read_mostly;
  74
  75 /*
  76  * Initialized in sched_init_granularity() [to 5 times the base granularity]:
  77  */
  78 unsigned int sysctl_sched_runtime_limit __read_mostly;
  79
  80 /*
  81  * Debugging: various feature bits
  82  */
  83 enum {
  84         SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        = 1,
  85         SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          = 2,
  86         SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     = 4,
  87         SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     = 8,
  88         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 16,
  89         SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         = 32,
  90 };
  91
  92 unsigned int sysctl_sched_features __read_mostly =
  93                 SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        *1 |
  94                 SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          *0 |
  95                 SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     *1 |
  96                 SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     *1 |
  97                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          *1 |
  98                 SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         *0;
  99
 100 extern struct sched_class fair_sched_class;
 101
 102 /**************************************************************
 103  * CFS operations on generic schedulable entities:
 104  */
 105
 106 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 107
 108 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
 109 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 110 {
 111         return cfs_rq->rq;
 112 }
 113
 114 /* currently running entity (if any) on this cfs_rq */
 115 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 116 {
 117         return cfs_rq->curr;
 118 }
 119
 120 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
 121 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
 122
 123 static inline void
 124 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 125 {
 126         cfs_rq->curr = se;
 127 }
 128
 129 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 130
 131 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 132 {
 133         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
 134 }
 135
 136 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 137 {
 138         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
 139
 140         if (unlikely(rq->curr->sched_class != &fair_sched_class))
 141                 return NULL;
 142
 143         return &rq->curr->se;
 144 }
 145
 146 #define entity_is_task(se)      1
 147
 148 static inline void
 149 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
 150
 151 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 152
 153 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
 154 {
 155         return container_of(se, struct task_struct, se);
 156 }
 157
 158
 159 /**************************************************************
 160  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
 161  */
 162
 163 /*
 164  * Enqueue an entity into the rb-tree:
 165  */
 166 static inline void
 167 __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 168 {
 169         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 170         struct rb_node *parent = NULL;
 171         struct sched_entity *entry;
 172         s64 key = se->fair_key;
 173         int leftmost = 1;
 174
 175         /*
 176          * Find the right place in the rbtree:
 177          */
 178         while (*link) {
 179                 parent = *link;
 180                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 181                 /*
 182                  * We dont care about collisions. Nodes with
 183                  * the same key stay together.
 184                  */
 185                 if (key - entry->fair_key < 0) {
 186                         link = &parent->rb_left;
 187                 } else {
 188                         link = &parent->rb_right;
 189                         leftmost = 0;
 190                 }
 191         }
 192
 193         /*
 194          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
 195          * used):
 196          */
 197         if (leftmost)
 198                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
 199
 200         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 201         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 202         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 203         cfs_rq->nr_running++;
 204         se->on_rq = 1;
 205
 206         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 207 }
 208
 209 static inline void
 210 __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 211 {
 212         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 213                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
 214         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 215         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 216         cfs_rq->nr_running--;
 217         se->on_rq = 0;
 218
 219         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
 220 }
 221
 222 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
 223 {
 224         return cfs_rq->rb_leftmost;
 225 }
 226
 227 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 228 {
 229         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
 230 }
 231
 232 /**************************************************************
 233  * Scheduling class statistics methods:
 234  */
 235
 236 /*
 237  * Calculate the preemption granularity needed to schedule every
 238  * runnable task once per sysctl_sched_latency amount of time.
 239  * (down to a sensible low limit on granularity)
 240  *
 241  * For example, if there are 2 tasks running and latency is 10 msecs,
 242  * we switch tasks every 5 msecs. If we have 3 tasks running, we have
 243  * to switch tasks every 3.33 msecs to get a 10 msecs observed latency
 244  * for each task. We do finer and finer scheduling up to until we
 245  * reach the minimum granularity value.
 246  *
 247  * To achieve this we use the following dynamic-granularity rule:
 248  *
 249  *    gran = lat/nr - lat/nr/nr
 250  *
 251  * This comes out of the following equations:
 252  *
 253  *    kA1 + gran = kB1
 254  *    kB2 + gran = kA2
 255  *    kA2 = kA1
 256  *    kB2 = kB1 - d + d/nr
 257  *    lat = d * nr
 258  *
 259  * Where 'k' is key, 'A' is task A (waiting), 'B' is task B (running),
 260  * '1' is start of time, '2' is end of time, 'd' is delay between
 261  * 1 and 2 (during which task B was running), 'nr' is number of tasks
 262  * running, 'lat' is the the period of each task. ('lat' is the
 263  * sched_latency that we aim for.)
 264  */
 265 static long
 266 sched_granularity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 267 {
 268         unsigned int gran = sysctl_sched_latency;
 269         unsigned int nr = cfs_rq->nr_running;
 270
 271         if (nr > 1) {
 272                 gran = gran/nr - gran/nr/nr;
 273                 gran = max(gran, sysctl_sched_min_granularity);
 274         }
 275
 276         return gran;
 277 }
 278
 279 /*
 280  * We rescale the rescheduling granularity of tasks according to their
 281  * nice level, but only linearly, not exponentially:
 282  */
 283 static long
 284 niced_granularity(struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 285 {
 286         u64 tmp;
 287
 288         if (likely(curr->load.weight == NICE_0_LOAD))
 289                 return granularity;
 290         /*
 291          * Positive nice levels get the same granularity as nice-0:
 292          */
 293         if (likely(curr->load.weight < NICE_0_LOAD)) {
 294                 tmp = curr->load.weight * (u64)granularity;
 295                 return (long) (tmp >> NICE_0_SHIFT);
 296         }
 297         /*
 298          * Negative nice level tasks get linearly finer
 299          * granularity:
 300          */
 301         tmp = curr->load.inv_weight * (u64)granularity;
 302
 303         /*
 304          * It will always fit into 'long':
 305          */
 306         return (long) (tmp >> (WMULT_SHIFT-NICE_0_SHIFT));
 307 }
 308
 309 static inline void
 310 limit_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 311 {
 312         long limit = sysctl_sched_runtime_limit;
 313
 314         /*
 315          * Niced tasks have the same history dynamic range as
 316          * non-niced tasks:
 317          */
 318         if (unlikely(se->wait_runtime > limit)) {
 319                 se->wait_runtime = limit;
 320                 schedstat_inc(se, wait_runtime_overruns);
 321                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_overruns);
 322         }
 323         if (unlikely(se->wait_runtime < -limit)) {
 324                 se->wait_runtime = -limit;
 325                 schedstat_inc(se, wait_runtime_underruns);
 326                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_underruns);
 327         }
 328 }
 329
 330 static inline void
 331 __add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
 332 {
 333         se->wait_runtime += delta;
 334         schedstat_add(se, sum_wait_runtime, delta);
 335         limit_wait_runtime(cfs_rq, se);
 336 }
 337
 338 static void
 339 add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
 340 {
 341         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
 342         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta);
 343         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 344 }
 345
 346 /*
 347  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
 348  * are not in our scheduling class.
 349  */
 350 static inline void
 351 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 352 {
 353         unsigned long delta, delta_exec, delta_fair, delta_mine;
 354         struct load_weight *lw = &cfs_rq->load;
 355         unsigned long load = lw->weight;
 356
 357         delta_exec = curr->delta_exec;
 358         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
 359
 360         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
 361         cfs_rq->exec_clock += delta_exec;
 362
 363         if (unlikely(!load))
 364                 return;
 365
 366         delta_fair = calc_delta_fair(delta_exec, lw);
 367         delta_mine = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
 368
 369         if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_min_granularity) {
 370                 delta = min((u64)delta_mine, cfs_rq->sleeper_bonus);
 371                 delta = min(delta, (unsigned long)(
 372                         (long)sysctl_sched_runtime_limit - curr->wait_runtime));
 373                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
 374                 delta_mine -= delta;
 375         }
 376
 377         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
 378         /*
 379          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
 380          * but we were only entitled to delta_mine amount of
 381          * time during that period (if nr_running == 1 then
 382          * the two values are equal)
 383          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
 384          */
 385         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
 386 }
 387
 388 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 389 {
 390         struct sched_entity *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
 391         unsigned long delta_exec;
 392
 393         if (unlikely(!curr))
 394                 return;
 395
 396         /*
 397          * Get the amount of time the current task was running
 398          * since the last time we changed load (this cannot
 399          * overflow on 32 bits):
 400          */
 401         delta_exec = (unsigned long)(rq_of(cfs_rq)->clock - curr->exec_start);
 402
 403         curr->delta_exec += delta_exec;
 404
 405         if (unlikely(curr->delta_exec > sysctl_sched_stat_granularity)) {
 406                 __update_curr(cfs_rq, curr);
 407                 curr->delta_exec = 0;
 408         }
 409         curr->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 410 }
 411
 412 static inline void
 413 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 414 {
 415         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 416         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
 417 }
 418
 419 /*
 420  * We calculate fair deltas here, so protect against the random effects
 421  * of a multiplication overflow by capping it to the runtime limit:
 422  */
 423 #if BITS_PER_LONG == 32
 424 static inline unsigned long
 425 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 426 {
 427         u64 tmp = (u64)delta * weight >> shift;
 428
 429         if (unlikely(tmp > sysctl_sched_runtime_limit*2))
 430                 return sysctl_sched_runtime_limit*2;
 431         return tmp;
 432 }
 433 #else
 434 static inline unsigned long
 435 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 436 {
 437         return delta * weight >> shift;
 438 }
 439 #endif
 440
 441 /*
 442  * Task is being enqueued - update stats:
 443  */
 444 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 445 {
 446         s64 key;
 447
 448         /*
 449          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 450          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 451          */
 452         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 453                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
 454         /*
 455          * Update the key:
 456          */
 457         key = cfs_rq->fair_clock;
 458
 459         /*
 460          * Optimize the common nice 0 case:
 461          */
 462         if (likely(se->load.weight == NICE_0_LOAD)) {
 463                 key -= se->wait_runtime;
 464         } else {
 465                 u64 tmp;
 466
 467                 if (se->wait_runtime < 0) {
 468                         tmp = -se->wait_runtime;
 469                         key += (tmp * se->load.inv_weight) >>
 470                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 471                 } else {
 472                         tmp = se->wait_runtime;
 473                         key -= (tmp * se->load.inv_weight) >>
 474                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 475                 }
 476         }
 477
 478         se->fair_key = key;
 479 }
 480
 481 /*
 482  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
 483  */
 484 static inline void
 485 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 486 {
 487         unsigned long delta_fair = se->delta_fair_run;
 488
 489         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
 490                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
 491
 492         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 493                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 494                                                         NICE_0_SHIFT);
 495
 496         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 497 }
 498
 499 static void
 500 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 501 {
 502         unsigned long delta_fair;
 503
 504         if (unlikely(!se->wait_start_fair))
 505                 return;
 506
 507         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 508                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
 509
 510         se->delta_fair_run += delta_fair;
 511         if (unlikely(abs(se->delta_fair_run) >=
 512                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 513                 __update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 514                 se->delta_fair_run = 0;
 515         }
 516
 517         se->wait_start_fair = 0;
 518         schedstat_set(se->wait_start, 0);
 519 }
 520
 521 static inline void
 522 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 523 {
 524         update_curr(cfs_rq);
 525         /*
 526          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 527          * waiting task:
 528          */
 529         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 530                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 531 }
 532
 533 /*
 534  * We are picking a new current task - update its stats:
 535  */
 536 static inline void
 537 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 538 {
 539         /*
 540          * We are starting a new run period:
 541          */
 542         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 543 }
 544
 545 /*
 546  * We are descheduling a task - update its stats:
 547  */
 548 static inline void
 549 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 550 {
 551         se->exec_start = 0;
 552 }
 553
 554 /**************************************************
 555  * Scheduling class queueing methods:
 556  */
 557
 558 static void __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 559 {
 560         unsigned long load = cfs_rq->load.weight, delta_fair;
 561         long prev_runtime;
 562
 563         /*
 564          * Do not boost sleepers if there's too much bonus 'in flight'
 565          * already:
 566          */
 567         if (unlikely(cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_runtime_limit))
 568                 return;
 569
 570         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
 571                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
 572
 573         delta_fair = se->delta_fair_sleep;
 574
 575         /*
 576          * Fix up delta_fair with the effect of us running
 577          * during the whole sleep period:
 578          */
 579         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
 580                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
 581                                                 load + se->load.weight);
 582
 583         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 584                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 585                                                         NICE_0_SHIFT);
 586
 587         prev_runtime = se->wait_runtime;
 588         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 589         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
 590
 591         /*
 592          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
 593          */
 594         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
 595 }
 596
 597 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 598 {
 599         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 600         unsigned long delta_fair;
 601
 602         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
 603                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
 604                 return;
 605
 606         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 607                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
 608
 609         se->delta_fair_sleep += delta_fair;
 610         if (unlikely(abs(se->delta_fair_sleep) >=
 611                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 612                 __enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 613                 se->delta_fair_sleep = 0;
 614         }
 615
 616         se->sleep_start_fair = 0;
 617
 618 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 619         if (se->sleep_start) {
 620                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 621
 622                 if ((s64)delta < 0)
 623                         delta = 0;
 624
 625                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 626                         se->sleep_max = delta;
 627
 628                 se->sleep_start = 0;
 629                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 630         }
 631         if (se->block_start) {
 632                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 633
 634                 if ((s64)delta < 0)
 635                         delta = 0;
 636
 637                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 638                         se->block_max = delta;
 639
 640                 se->block_start = 0;
 641                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 642
 643                 /*
 644                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
 645                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
 646                  * time that the task spent sleeping:
 647                  */
 648                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
 649                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
 650                                      delta >> 20);
 651                 }
 652         }
 653 #endif
 654 }
 655
 656 static void
 657 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 658 {
 659         /*
 660          * Update the fair clock.
 661          */
 662         update_curr(cfs_rq);
 663
 664         if (wakeup)
 665                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 666
 667         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 668         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 669 }
 670
 671 static void
 672 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 673 {
 674         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 675         if (sleep) {
 676                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 677 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 678                 if (entity_is_task(se)) {
 679                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 680
 681                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 682                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 683                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 684                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 685                 }
 686 #endif
 687         }
 688         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 689 }
 690
 691 /*
 692  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 693  */
 694 static void
 695 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 696                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 697 {
 698         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
 699         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
 700
 701         /*
 702          * ideal_runtime is compared against sum_exec_runtime, which is
 703          * walltime, hence do not scale.
 704          */
 705         ideal_runtime = max(sysctl_sched_latency / cfs_rq->nr_running,
 706                         (unsigned long)sysctl_sched_min_granularity);
 707
 708         /*
 709          * If we executed more than what the latency constraint suggests,
 710          * reduce the rescheduling granularity. This way the total latency
 711          * of how much a task is not scheduled converges to
 712          * sysctl_sched_latency:
 713          */
 714         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
 715         if (delta_exec > ideal_runtime)
 716                 granularity = 0;
 717
 718         /*
 719          * Take scheduling granularity into account - do not
 720          * preempt the current task unless the best task has
 721          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
 722          *
 723          * scale granularity as key space is in fair_clock.
 724          */
 725         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
 726                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 727 }
 728
 729 static inline void
 730 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 731 {
 732         /*
 733          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 734          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 735          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
 736          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
 737          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
 738          */
 739         update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 740         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 741         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
 742         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
 743 }
 744
 745 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 746 {
 747         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 748
 749         set_next_entity(cfs_rq, se);
 750
 751         return se;
 752 }
 753
 754 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 755 {
 756         /*
 757          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 758          * was not called and update_curr() has to be done:
 759          */
 760         if (prev->on_rq)
 761                 update_curr(cfs_rq);
 762
 763         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
 764
 765         if (prev->on_rq)
 766                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 767         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
 768 }
 769
 770 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 771 {
 772         struct sched_entity *next;
 773
 774         /*
 775          * Dequeue and enqueue the task to update its
 776          * position within the tree:
 777          */
 778         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 779         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
 780
 781         /*
 782          * Reschedule if another task tops the current one.
 783          */
 784         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
 785         if (next == curr)
 786                 return;
 787
 788         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr,
 789                         sched_granularity(cfs_rq));
 790 }
 791
 792 /**************************************************
 793  * CFS operations on tasks:
 794  */
 795
 796 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 797
 798 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 799 #define for_each_sched_entity(se) \
 800                 for (; se; se = se->parent)
 801
 802 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 803 {
 804         return p->se.cfs_rq;
 805 }
 806
 807 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 808 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 809 {
 810         return se->cfs_rq;
 811 }
 812
 813 /* runqueue "owned" by this group */
 814 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 815 {
 816         return grp->my_q;
 817 }
 818
 819 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 820  * another cpu ('this_cpu')
 821  */
 822 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 823 {
 824         /* A later patch will take group into account */
 825         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 826 }
 827
 828 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 829 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 830         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 831
 832 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
 833 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 834 {
 835         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
 836                 return 1;
 837
 838         return 0;
 839 }
 840
 841 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 842
 843 #define for_each_sched_entity(se) \
 844                 for (; se; se = NULL)
 845
 846 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 847 {
 848         return &task_rq(p)->cfs;
 849 }
 850
 851 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 852 {
 853         struct task_struct *p = task_of(se);
 854         struct rq *rq = task_rq(p);
 855
 856         return &rq->cfs;
 857 }
 858
 859 /* runqueue "owned" by this group */
 860 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 861 {
 862         return NULL;
 863 }
 864
 865 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 866 {
 867         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 868 }
 869
 870 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 871                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 872
 873 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 874 {
 875         return 1;
 876 }
 877
 878 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 879
 880 /*
 881  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 882  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 883  * then put the task into the rbtree:
 884  */
 885 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 886 {
 887         struct cfs_rq *cfs_rq;
 888         struct sched_entity *se = &p->se;
 889
 890         for_each_sched_entity(se) {
 891                 if (se->on_rq)
 892                         break;
 893                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 894                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 895         }
 896 }
 897
 898 /*
 899  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 900  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 901  * update the fair scheduling stats:
 902  */
 903 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 904 {
 905         struct cfs_rq *cfs_rq;
 906         struct sched_entity *se = &p->se;
 907
 908         for_each_sched_entity(se) {
 909                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 910                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 911                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 912                 if (cfs_rq->load.weight)
 913                         break;
 914         }
 915 }
 916
 917 /*
 918  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
 919  *
 920  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
 921  */
 922 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 923 {
 924         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
 925         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 926         struct sched_entity *rightmost, *se = &p->se;
 927         struct rb_node *parent;
 928
 929         /*
 930          * Are we the only task in the tree?
 931          */
 932         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
 933                 return;
 934
 935         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
 936                 __update_rq_clock(rq);
 937                 /*
 938                  * Dequeue and enqueue the task to update its
 939                  * position within the tree:
 940                  */
 941                 dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 942                 enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
 943
 944                 return;
 945         }
 946         /*
 947          * Find the rightmost entry in the rbtree:
 948          */
 949         do {
 950                 parent = *link;
 951                 link = &parent->rb_right;
 952         } while (*link);
 953
 954         rightmost = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 955         /*
 956          * Already in the rightmost position?
 957          */
 958         if (unlikely(rightmost == se))
 959                 return;
 960
 961         /*
 962          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
 963          */
 964         se->fair_key = rightmost->fair_key + 1;
 965
 966         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 967                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
 968         /*
 969          * Relink the task to the rightmost position:
 970          */
 971         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 972         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 973         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 974 }
 975
 976 /*
 977  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 978  */
 979 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 980 {
 981         struct task_struct *curr = rq->curr;
 982         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 983         unsigned long gran;
 984
 985         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 986                 update_rq_clock(rq);
 987                 update_curr(cfs_rq);
 988                 resched_task(curr);
 989                 return;
 990         }
 991
 992         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 993         /*
 994          * Batch tasks prefer throughput over latency:
 995          */
 996         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
 997                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
 998
 999         if (is_same_group(curr, p))
1000                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
1001 }
1002
1003 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1004 {
1005         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1006         struct sched_entity *se;
1007
1008         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
1009                 return NULL;
1010
1011         do {
1012                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1013                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1014         } while (cfs_rq);
1015
1016         return task_of(se);
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Account for a descheduled task:
1021  */
1022 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1023 {
1024         struct sched_entity *se = &prev->se;
1025         struct cfs_rq *cfs_rq;
1026
1027         for_each_sched_entity(se) {
1028                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1029                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1030         }
1031 }
1032
1033 /**************************************************
1034  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1035  */
1036
1037 /*
1038  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
1039  * during the whole iteration, the current task might be
1040  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
1041  * achieve that by always pre-iterating before returning
1042  * the current task:
1043  */
1044 static inline struct task_struct *
1045 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
1046 {
1047         struct task_struct *p;
1048
1049         if (!curr)
1050                 return NULL;
1051
1052         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
1053         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
1054
1055         return p;
1056 }
1057
1058 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
1059 {
1060         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1061
1062         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
1063 }
1064
1065 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
1066 {
1067         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1068
1069         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
1070 }
1071
1072 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1073 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
1074 {
1075         struct sched_entity *curr;
1076         struct task_struct *p;
1077
1078         if (!cfs_rq->nr_running)
1079                 return MAX_PRIO;
1080
1081         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
1082         p = task_of(curr);
1083
1084         return p->prio;
1085 }
1086 #endif
1087
1088 static unsigned long
1089 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1090                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
1091                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1092                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1093 {
1094         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1095         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
1096         long rem_load_move = max_load_move;
1097         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1098
1099         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1100         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1101
1102         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1103 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1104                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
1105                 long imbalance;
1106                 unsigned long maxload;
1107
1108                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
1109
1110                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
1111                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
1112                 if (imbalance <= 0)
1113                         continue;
1114
1115                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
1116                 imbalance /= 2;
1117                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
1118
1119                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
1120 #else
1121 # define maxload rem_load_move
1122 #endif
1123                 /* pass busy_cfs_rq argument into
1124                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1125                  */
1126                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1127                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1128                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
1129                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
1130
1131                 total_nr_moved += nr_moved;
1132                 max_nr_move -= nr_moved;
1133                 rem_load_move -= load_moved;
1134
1135                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
1136                         break;
1137         }
1138
1139         return max_load_move - rem_load_move;
1140 }
1141
1142 /*
1143  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1144  */
1145 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1146 {
1147         struct cfs_rq *cfs_rq;
1148         struct sched_entity *se = &curr->se;
1149
1150         for_each_sched_entity(se) {
1151                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1152                 entity_tick(cfs_rq, se);
1153         }
1154 }
1155
1156 /*
1157  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1158  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1159  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1160  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1161  * the child is not running yet.
1162  */
1163 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1164 {
1165         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1166         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
1167
1168         sched_info_queued(p);
1169
1170         update_curr(cfs_rq);
1171         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1172         /*
1173          * Child runs first: we let it run before the parent
1174          * until it reschedules once. We set up the key so that
1175          * it will preempt the parent:
1176          */
1177         se->fair_key = curr->fair_key -
1178                 niced_granularity(curr, sched_granularity(cfs_rq)) - 1;
1179         /*
1180          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1181          * so do not credit it with that waiting time yet:
1182          */
1183         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1184                 se->wait_start_fair = 0;
1185
1186         /*
1187          * The statistical average of wait_runtime is about
1188          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1189          */
1190         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1191                 se->wait_runtime = -(sched_granularity(cfs_rq) / 2);
1192
1193         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1194 }
1195
1196 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1197 /* Account for a task changing its policy or group.
1198  *
1199  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1200  * migrates between groups/classes.
1201  */
1202 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1203 {
1204         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1205
1206         for_each_sched_entity(se)
1207                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1208 }
1209 #else
1210 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1211 {
1212 }
1213 #endif
1214
1215 /*
1216  * All the scheduling class methods:
1217  */
1218 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1219         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1220         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1221         .yield_task             = yield_task_fair,
1222
1223         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1224
1225         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1226         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1227
1228         .load_balance           = load_balance_fair,
1229
1230         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1231         .task_tick              = task_tick_fair,
1232         .task_new               = task_new_fair,
1233 };
1234
1235 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1236 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1237 {
1238         struct cfs_rq *cfs_rq;
1239
1240         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1241                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1242 }
1243 #endif