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
  20 /*
  21  * Preemption granularity:
  22  * (default: 2 msec, units: nanoseconds)
  23  *
  24  * NOTE: this granularity value is not the same as the concept of
  25  * 'timeslice length' - timeslices in CFS will typically be somewhat
  26  * larger than this value. (to see the precise effective timeslice
  27  * length of your workload, run vmstat and monitor the context-switches
  28  * field)
  29  *
  30  * On SMP systems the value of this is multiplied by the log2 of the
  31  * number of CPUs. (i.e. factor 2x on 2-way systems, 3x on 4-way
  32  * systems, 4x on 8-way systems, 5x on 16-way systems, etc.)
  33  */
  34 unsigned int sysctl_sched_granularity __read_mostly = 2000000000ULL/HZ;
  35
  36 /*
  37  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
  38  * (default: 10 msec, units: nanoseconds)
  39  *
  40  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  41  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  42  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  43  */
  44 unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity __read_mostly =
  45                                                         10000000000ULL/HZ;
  46
  47 /*
  48  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
  49  * (default: 1 msec, units: nanoseconds)
  50  *
  51  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  52  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  53  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  54  */
  55 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity __read_mostly = 1000000000ULL/HZ;
  56
  57 unsigned int sysctl_sched_stat_granularity __read_mostly;
  58
  59 /*
  60  * Initialized in sched_init_granularity():
  61  */
  62 unsigned int sysctl_sched_runtime_limit __read_mostly;
  63
  64 /*
  65  * Debugging: various feature bits
  66  */
  67 enum {
  68         SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        = 1,
  69         SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          = 2,
  70         SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     = 4,
  71         SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     = 8,
  72         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 16,
  73         SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         = 32,
  74 };
  75
  76 unsigned int sysctl_sched_features __read_mostly =
  77                 SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        *1 |
  78                 SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          *1 |
  79                 SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     *1 |
  80                 SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     *1 |
  81                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          *1 |
  82                 SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         *0;
  83
  84 extern struct sched_class fair_sched_class;
  85
  86 /**************************************************************
  87  * CFS operations on generic schedulable entities:
  88  */
  89
  90 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
  91
  92 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
  93 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
  94 {
  95         return cfs_rq->rq;
  96 }
  97
  98 /* currently running entity (if any) on this cfs_rq */
  99 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 100 {
 101         return cfs_rq->curr;
 102 }
 103
 104 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
 105 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
 106
 107 static inline void
 108 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 109 {
 110         cfs_rq->curr = se;
 111 }
 112
 113 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 114
 115 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 116 {
 117         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
 118 }
 119
 120 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 121 {
 122         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
 123
 124         if (unlikely(rq->curr->sched_class != &fair_sched_class))
 125                 return NULL;
 126
 127         return &rq->curr->se;
 128 }
 129
 130 #define entity_is_task(se)      1
 131
 132 static inline void
 133 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
 134
 135 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 136
 137 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
 138 {
 139         return container_of(se, struct task_struct, se);
 140 }
 141
 142
 143 /**************************************************************
 144  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
 145  */
 146
 147 /*
 148  * Enqueue an entity into the rb-tree:
 149  */
 150 static inline void
 151 __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 152 {
 153         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 154         struct rb_node *parent = NULL;
 155         struct sched_entity *entry;
 156         s64 key = se->fair_key;
 157         int leftmost = 1;
 158
 159         /*
 160          * Find the right place in the rbtree:
 161          */
 162         while (*link) {
 163                 parent = *link;
 164                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 165                 /*
 166                  * We dont care about collisions. Nodes with
 167                  * the same key stay together.
 168                  */
 169                 if (key - entry->fair_key < 0) {
 170                         link = &parent->rb_left;
 171                 } else {
 172                         link = &parent->rb_right;
 173                         leftmost = 0;
 174                 }
 175         }
 176
 177         /*
 178          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
 179          * used):
 180          */
 181         if (leftmost)
 182                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
 183
 184         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 185         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 186         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 187         cfs_rq->nr_running++;
 188         se->on_rq = 1;
 189 }
 190
 191 static inline void
 192 __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 193 {
 194         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 195                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
 196         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 197         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 198         cfs_rq->nr_running--;
 199         se->on_rq = 0;
 200 }
 201
 202 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
 203 {
 204         return cfs_rq->rb_leftmost;
 205 }
 206
 207 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 208 {
 209         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
 210 }
 211
 212 /**************************************************************
 213  * Scheduling class statistics methods:
 214  */
 215
 216 /*
 217  * We rescale the rescheduling granularity of tasks according to their
 218  * nice level, but only linearly, not exponentially:
 219  */
 220 static long
 221 niced_granularity(struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 222 {
 223         u64 tmp;
 224
 225         /*
 226          * Negative nice levels get the same granularity as nice-0:
 227          */
 228         if (likely(curr->load.weight >= NICE_0_LOAD))
 229                 return granularity;
 230         /*
 231          * Positive nice level tasks get linearly finer
 232          * granularity:
 233          */
 234         tmp = curr->load.weight * (u64)granularity;
 235
 236         /*
 237          * It will always fit into 'long':
 238          */
 239         return (long) (tmp >> NICE_0_SHIFT);
 240 }
 241
 242 static inline void
 243 limit_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 244 {
 245         long limit = sysctl_sched_runtime_limit;
 246
 247         /*
 248          * Niced tasks have the same history dynamic range as
 249          * non-niced tasks:
 250          */
 251         if (unlikely(se->wait_runtime > limit)) {
 252                 se->wait_runtime = limit;
 253                 schedstat_inc(se, wait_runtime_overruns);
 254                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_overruns);
 255         }
 256         if (unlikely(se->wait_runtime < -limit)) {
 257                 se->wait_runtime = -limit;
 258                 schedstat_inc(se, wait_runtime_underruns);
 259                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_underruns);
 260         }
 261 }
 262
 263 static inline void
 264 __add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
 265 {
 266         se->wait_runtime += delta;
 267         schedstat_add(se, sum_wait_runtime, delta);
 268         limit_wait_runtime(cfs_rq, se);
 269 }
 270
 271 static void
 272 add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
 273 {
 274         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
 275         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta);
 276         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 277 }
 278
 279 /*
 280  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
 281  * are not in our scheduling class.
 282  */
 283 static inline void
 284 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, u64 now)
 285 {
 286         unsigned long delta, delta_exec, delta_fair;
 287         long delta_mine;
 288         struct load_weight *lw = &cfs_rq->load;
 289         unsigned long load = lw->weight;
 290
 291         if (unlikely(!load))
 292                 return;
 293
 294         delta_exec = curr->delta_exec;
 295 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 296         if (unlikely(delta_exec > curr->exec_max))
 297                 curr->exec_max = delta_exec;
 298 #endif
 299
 300         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
 301         cfs_rq->exec_clock += delta_exec;
 302
 303         delta_fair = calc_delta_fair(delta_exec, lw);
 304         delta_mine = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
 305
 306         if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_stat_granularity) {
 307                 delta = calc_delta_mine(cfs_rq->sleeper_bonus,
 308                                         curr->load.weight, lw);
 309                 if (unlikely(delta > cfs_rq->sleeper_bonus))
 310                         delta = cfs_rq->sleeper_bonus;
 311
 312                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
 313                 delta_mine -= delta;
 314         }
 315
 316         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
 317         /*
 318          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
 319          * but we were only entitled to delta_mine amount of
 320          * time during that period (if nr_running == 1 then
 321          * the two values are equal)
 322          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
 323          */
 324         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
 325 }
 326
 327 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 now)
 328 {
 329         struct sched_entity *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
 330         unsigned long delta_exec;
 331
 332         if (unlikely(!curr))
 333                 return;
 334
 335         /*
 336          * Get the amount of time the current task was running
 337          * since the last time we changed load (this cannot
 338          * overflow on 32 bits):
 339          */
 340         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
 341
 342         curr->delta_exec += delta_exec;
 343
 344         if (unlikely(curr->delta_exec > sysctl_sched_stat_granularity)) {
 345                 __update_curr(cfs_rq, curr, now);
 346                 curr->delta_exec = 0;
 347         }
 348         curr->exec_start = now;
 349 }
 350
 351 static inline void
 352 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 353 {
 354         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 355         se->wait_start = now;
 356 }
 357
 358 /*
 359  * We calculate fair deltas here, so protect against the random effects
 360  * of a multiplication overflow by capping it to the runtime limit:
 361  */
 362 #if BITS_PER_LONG == 32
 363 static inline unsigned long
 364 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 365 {
 366         u64 tmp = (u64)delta * weight >> shift;
 367
 368         if (unlikely(tmp > sysctl_sched_runtime_limit*2))
 369                 return sysctl_sched_runtime_limit*2;
 370         return tmp;
 371 }
 372 #else
 373 static inline unsigned long
 374 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 375 {
 376         return delta * weight >> shift;
 377 }
 378 #endif
 379
 380 /*
 381  * Task is being enqueued - update stats:
 382  */
 383 static void
 384 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 385 {
 386         s64 key;
 387
 388         /*
 389          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 390          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 391          */
 392         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 393                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se, now);
 394         /*
 395          * Update the key:
 396          */
 397         key = cfs_rq->fair_clock;
 398
 399         /*
 400          * Optimize the common nice 0 case:
 401          */
 402         if (likely(se->load.weight == NICE_0_LOAD)) {
 403                 key -= se->wait_runtime;
 404         } else {
 405                 u64 tmp;
 406
 407                 if (se->wait_runtime < 0) {
 408                         tmp = -se->wait_runtime;
 409                         key += (tmp * se->load.inv_weight) >>
 410                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 411                 } else {
 412                         tmp = se->wait_runtime;
 413                         key -= (tmp * se->load.weight) >> NICE_0_SHIFT;
 414                 }
 415         }
 416
 417         se->fair_key = key;
 418 }
 419
 420 /*
 421  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
 422  */
 423 static inline void
 424 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 425 {
 426         unsigned long delta_fair = se->delta_fair_run;
 427
 428 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 429         {
 430                 s64 delta_wait = now - se->wait_start;
 431                 if (unlikely(delta_wait > se->wait_max))
 432                         se->wait_max = delta_wait;
 433         }
 434 #endif
 435
 436         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 437                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 438                                                         NICE_0_SHIFT);
 439
 440         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 441 }
 442
 443 static void
 444 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 445 {
 446         unsigned long delta_fair;
 447
 448         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 449                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
 450
 451         se->delta_fair_run += delta_fair;
 452         if (unlikely(abs(se->delta_fair_run) >=
 453                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 454                 __update_stats_wait_end(cfs_rq, se, now);
 455                 se->delta_fair_run = 0;
 456         }
 457
 458         se->wait_start_fair = 0;
 459         se->wait_start = 0;
 460 }
 461
 462 static inline void
 463 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 464 {
 465         update_curr(cfs_rq, now);
 466         /*
 467          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 468          * waiting task:
 469          */
 470         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 471                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se, now);
 472 }
 473
 474 /*
 475  * We are picking a new current task - update its stats:
 476  */
 477 static inline void
 478 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 479 {
 480         /*
 481          * We are starting a new run period:
 482          */
 483         se->exec_start = now;
 484 }
 485
 486 /*
 487  * We are descheduling a task - update its stats:
 488  */
 489 static inline void
 490 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 491 {
 492         se->exec_start = 0;
 493 }
 494
 495 /**************************************************
 496  * Scheduling class queueing methods:
 497  */
 498
 499 static void
 500 __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 501 {
 502         unsigned long load = cfs_rq->load.weight, delta_fair;
 503         long prev_runtime;
 504
 505         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
 506                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
 507
 508         delta_fair = se->delta_fair_sleep;
 509
 510         /*
 511          * Fix up delta_fair with the effect of us running
 512          * during the whole sleep period:
 513          */
 514         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
 515                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
 516                                                 load + se->load.weight);
 517
 518         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 519                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 520                                                         NICE_0_SHIFT);
 521
 522         prev_runtime = se->wait_runtime;
 523         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 524         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
 525
 526         /*
 527          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
 528          */
 529         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
 530
 531         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 532 }
 533
 534 static void
 535 enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 536 {
 537         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 538         unsigned long delta_fair;
 539
 540         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
 541                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
 542                 return;
 543
 544         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 545                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
 546
 547         se->delta_fair_sleep += delta_fair;
 548         if (unlikely(abs(se->delta_fair_sleep) >=
 549                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 550                 __enqueue_sleeper(cfs_rq, se, now);
 551                 se->delta_fair_sleep = 0;
 552         }
 553
 554         se->sleep_start_fair = 0;
 555
 556 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 557         if (se->sleep_start) {
 558                 u64 delta = now - se->sleep_start;
 559
 560                 if ((s64)delta < 0)
 561                         delta = 0;
 562
 563                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 564                         se->sleep_max = delta;
 565
 566                 se->sleep_start = 0;
 567                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 568         }
 569         if (se->block_start) {
 570                 u64 delta = now - se->block_start;
 571
 572                 if ((s64)delta < 0)
 573                         delta = 0;
 574
 575                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 576                         se->block_max = delta;
 577
 578                 se->block_start = 0;
 579                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 580         }
 581 #endif
 582 }
 583
 584 static void
 585 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 586                int wakeup, u64 now)
 587 {
 588         /*
 589          * Update the fair clock.
 590          */
 591         update_curr(cfs_rq, now);
 592
 593         if (wakeup)
 594                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se, now);
 595
 596         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, now);
 597         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 598 }
 599
 600 static void
 601 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 602                int sleep, u64 now)
 603 {
 604         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, now);
 605         if (sleep) {
 606                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 607 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 608                 if (entity_is_task(se)) {
 609                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 610
 611                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 612                                 se->sleep_start = now;
 613                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 614                                 se->block_start = now;
 615                 }
 616                 cfs_rq->wait_runtime -= se->wait_runtime;
 617 #endif
 618         }
 619         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 620 }
 621
 622 /*
 623  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 624  */
 625 static void
 626 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 627                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 628 {
 629         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
 630
 631         /*
 632          * Take scheduling granularity into account - do not
 633          * preempt the current task unless the best task has
 634          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
 635          */
 636         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
 637                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 638 }
 639
 640 static inline void
 641 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 642 {
 643         /*
 644          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 645          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 646          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
 647          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
 648          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
 649          */
 650         update_stats_wait_end(cfs_rq, se, now);
 651         update_stats_curr_start(cfs_rq, se, now);
 652         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
 653 }
 654
 655 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 now)
 656 {
 657         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 658
 659         set_next_entity(cfs_rq, se, now);
 660
 661         return se;
 662 }
 663
 664 static void
 665 put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev, u64 now)
 666 {
 667         /*
 668          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 669          * was not called and update_curr() has to be done:
 670          */
 671         if (prev->on_rq)
 672                 update_curr(cfs_rq, now);
 673
 674         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev, now);
 675
 676         if (prev->on_rq)
 677                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev, now);
 678         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
 679 }
 680
 681 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 682 {
 683         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
 684         struct sched_entity *next;
 685         u64 now = __rq_clock(rq);
 686
 687         /*
 688          * Dequeue and enqueue the task to update its
 689          * position within the tree:
 690          */
 691         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0, now);
 692         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0, now);
 693
 694         /*
 695          * Reschedule if another task tops the current one.
 696          */
 697         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
 698         if (next == curr)
 699                 return;
 700
 701         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr, sysctl_sched_granularity);
 702 }
 703
 704 /**************************************************
 705  * CFS operations on tasks:
 706  */
 707
 708 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 709
 710 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 711 #define for_each_sched_entity(se) \
 712                 for (; se; se = se->parent)
 713
 714 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 715 {
 716         return p->se.cfs_rq;
 717 }
 718
 719 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 720 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 721 {
 722         return se->cfs_rq;
 723 }
 724
 725 /* runqueue "owned" by this group */
 726 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 727 {
 728         return grp->my_q;
 729 }
 730
 731 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 732  * another cpu ('this_cpu')
 733  */
 734 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 735 {
 736         /* A later patch will take group into account */
 737         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 738 }
 739
 740 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 741 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 742         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 743
 744 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
 745 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 746 {
 747         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
 748                 return 1;
 749
 750         return 0;
 751 }
 752
 753 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 754
 755 #define for_each_sched_entity(se) \
 756                 for (; se; se = NULL)
 757
 758 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 759 {
 760         return &task_rq(p)->cfs;
 761 }
 762
 763 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 764 {
 765         struct task_struct *p = task_of(se);
 766         struct rq *rq = task_rq(p);
 767
 768         return &rq->cfs;
 769 }
 770
 771 /* runqueue "owned" by this group */
 772 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 773 {
 774         return NULL;
 775 }
 776
 777 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 778 {
 779         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 780 }
 781
 782 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 783                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 784
 785 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 786 {
 787         return 1;
 788 }
 789
 790 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 791
 792 /*
 793  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 794  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 795  * then put the task into the rbtree:
 796  */
 797 static void
 798 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup, u64 now)
 799 {
 800         struct cfs_rq *cfs_rq;
 801         struct sched_entity *se = &p->se;
 802
 803         for_each_sched_entity(se) {
 804                 if (se->on_rq)
 805                         break;
 806                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 807                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup, now);
 808         }
 809 }
 810
 811 /*
 812  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 813  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 814  * update the fair scheduling stats:
 815  */
 816 static void
 817 dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep, u64 now)
 818 {
 819         struct cfs_rq *cfs_rq;
 820         struct sched_entity *se = &p->se;
 821
 822         for_each_sched_entity(se) {
 823                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 824                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep, now);
 825                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 826                 if (cfs_rq->load.weight)
 827                         break;
 828         }
 829 }
 830
 831 /*
 832  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue
 833  */
 834 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 835 {
 836         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
 837         u64 now = __rq_clock(rq);
 838
 839         /*
 840          * Dequeue and enqueue the task to update its
 841          * position within the tree:
 842          */
 843         dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0, now);
 844         enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0, now);
 845 }
 846
 847 /*
 848  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 849  */
 850 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 851 {
 852         struct task_struct *curr = rq->curr;
 853         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 854         unsigned long gran;
 855
 856         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 857                 update_curr(cfs_rq, rq_clock(rq));
 858                 resched_task(curr);
 859                 return;
 860         }
 861
 862         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 863         /*
 864          * Batch tasks prefer throughput over latency:
 865          */
 866         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
 867                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
 868
 869         if (is_same_group(curr, p))
 870                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
 871 }
 872
 873 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq, u64 now)
 874 {
 875         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 876         struct sched_entity *se;
 877
 878         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 879                 return NULL;
 880
 881         do {
 882                 se = pick_next_entity(cfs_rq, now);
 883                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 884         } while (cfs_rq);
 885
 886         return task_of(se);
 887 }
 888
 889 /*
 890  * Account for a descheduled task:
 891  */
 892 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, u64 now)
 893 {
 894         struct sched_entity *se = &prev->se;
 895         struct cfs_rq *cfs_rq;
 896
 897         for_each_sched_entity(se) {
 898                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 899                 put_prev_entity(cfs_rq, se, now);
 900         }
 901 }
 902
 903 /**************************************************
 904  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 905  */
 906
 907 /*
 908  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 909  * during the whole iteration, the current task might be
 910  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 911  * achieve that by always pre-iterating before returning
 912  * the current task:
 913  */
 914 static inline struct task_struct *
 915 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 916 {
 917         struct task_struct *p;
 918
 919         if (!curr)
 920                 return NULL;
 921
 922         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 923         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 924
 925         return p;
 926 }
 927
 928 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 929 {
 930         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 931
 932         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 933 }
 934
 935 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 936 {
 937         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 938
 939         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 940 }
 941
 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 = __pick_next_entity(cfs_rq);
 951         p = task_of(curr);
 952
 953         return p->prio;
 954 }
 955
 956 static int
 957 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 958                         unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
 959                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 960                         int *all_pinned, unsigned long *total_load_moved)
 961 {
 962         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 963         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
 964         long rem_load_move = max_load_move;
 965         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 966
 967         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 968         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 969
 970         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 971                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
 972                 long imbalance;
 973                 unsigned long maxload;
 974                 int this_best_prio, best_prio, best_prio_seen = 0;
 975
 976                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
 977
 978                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight -
 979                                                  this_cfs_rq->load.weight;
 980                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
 981                 if (imbalance <= 0)
 982                         continue;
 983
 984                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
 985                 imbalance /= 2;
 986                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
 987
 988                 this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
 989                 best_prio = cfs_rq_best_prio(busy_cfs_rq);
 990
 991                 /*
 992                  * Enable handling of the case where there is more than one task
 993                  * with the best priority. If the current running task is one
 994                  * of those with prio==best_prio we know it won't be moved
 995                  * and therefore it's safe to override the skip (based on load)
 996                  * of any task we find with that prio.
 997                  */
 998                 if (cfs_rq_curr(busy_cfs_rq) == &busiest->curr->se)
 999                         best_prio_seen = 1;
1000
1001                 /* pass busy_cfs_rq argument into
1002                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1003                  */
1004                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1005                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1006                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
1007                                 &load_moved, this_best_prio, best_prio,
1008                                 best_prio_seen, &cfs_rq_iterator);
1009
1010                 total_nr_moved += nr_moved;
1011                 max_nr_move -= nr_moved;
1012                 rem_load_move -= load_moved;
1013
1014                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
1015                         break;
1016         }
1017
1018         *total_load_moved = max_load_move - rem_load_move;
1019
1020         return total_nr_moved;
1021 }
1022
1023 /*
1024  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1025  */
1026 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1027 {
1028         struct cfs_rq *cfs_rq;
1029         struct sched_entity *se = &curr->se;
1030
1031         for_each_sched_entity(se) {
1032                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1033                 entity_tick(cfs_rq, se);
1034         }
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1039  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1040  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1041  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1042  * the child is not running yet.
1043  */
1044 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1045 {
1046         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1047         struct sched_entity *se = &p->se;
1048         u64 now = rq_clock(rq);
1049
1050         sched_info_queued(p);
1051
1052         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, now);
1053         /*
1054          * Child runs first: we let it run before the parent
1055          * until it reschedules once. We set up the key so that
1056          * it will preempt the parent:
1057          */
1058         p->se.fair_key = current->se.fair_key -
1059                 niced_granularity(&rq->curr->se, sysctl_sched_granularity) - 1;
1060         /*
1061          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1062          * so do not credit it with that waiting time yet:
1063          */
1064         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1065                 p->se.wait_start_fair = 0;
1066
1067         /*
1068          * The statistical average of wait_runtime is about
1069          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1070          */
1071         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1072                 p->se.wait_runtime = -(sysctl_sched_granularity / 2);
1073
1074         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1075         inc_nr_running(p, rq, now);
1076 }
1077
1078 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1079 /* Account for a task changing its policy or group.
1080  *
1081  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1082  * migrates between groups/classes.
1083  */
1084 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1085 {
1086         struct task_struct *curr = rq->curr;
1087         struct sched_entity *se = &curr->se;
1088         u64 now = rq_clock(rq);
1089         struct cfs_rq *cfs_rq;
1090
1091         for_each_sched_entity(se) {
1092                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1093                 set_next_entity(cfs_rq, se, now);
1094         }
1095 }
1096 #else
1097 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1098 {
1099 }
1100 #endif
1101
1102 /*
1103  * All the scheduling class methods:
1104  */
1105 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1106         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1107         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1108         .yield_task             = yield_task_fair,
1109
1110         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1111
1112         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1113         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1114
1115         .load_balance           = load_balance_fair,
1116
1117         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1118         .task_tick              = task_tick_fair,
1119         .task_new               = task_new_fair,
1120 };
1121
1122 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1123 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu, u64 now)
1124 {
1125         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1126         struct cfs_rq *cfs_rq;
1127
1128         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq)
1129                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq, now);
1130 }
1131 #endif