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