kernel/sched_fair.c

   1 /*
   2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
   5  *
   6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
   7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
   8  *
   9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
  10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
  11  *
  12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
  13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
  14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
  15  *
  16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
  17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
  18  *
  19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
  20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
  21  */
  22
  23 /*
  24  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
  25  * (default: 20ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
  26  *
  27  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
  28  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
  29  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
  30  * based scheduling concepts.
  31  *
  32  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
  33  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
  34  */
  35 unsigned int sysctl_sched_latency = 20000000ULL;
  36
  37 /*
  38  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
  39  * (default: 4 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
  40  */
  41 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 4000000ULL;
  42
  43 /*
  44  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
  45  */
  46 static unsigned int sched_nr_latency = 5;
  47
  48 /*
  49  * After fork, child runs first. (default) If set to 0 then
  50  * parent will (try to) run first.
  51  */
  52 const_debug unsigned int sysctl_sched_child_runs_first = 1;
  53
  54 /*
  55  * sys_sched_yield() compat mode
  56  *
  57  * This option switches the agressive yield implementation of the
  58  * old scheduler back on.
  59  */
  60 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
  61
  62 /*
  63  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
  64  * (default: 10 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
  65  *
  66  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  67  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  68  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  69  */
  70 unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity = 10000000UL;
  71
  72 /*
  73  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
  74  * (default: 10 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
  75  *
  76  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  77  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  78  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  79  */
  80 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 10000000UL;
  81
  82 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
  83
  84 /**************************************************************
  85  * CFS operations on generic schedulable entities:
  86  */
  87
  88 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
  89
  90 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
  91 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
  92 {
  93         return cfs_rq->rq;
  94 }
  95
  96 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
  97 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
  98
  99 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 100
 101 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 102 {
 103         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
 104 }
 105
 106 #define entity_is_task(se)      1
 107
 108 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 109
 110 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
 111 {
 112         return container_of(se, struct task_struct, se);
 113 }
 114
 115
 116 /**************************************************************
 117  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
 118  */
 119
 120 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
 121 {
 122         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
 123         if (delta > 0)
 124                 min_vruntime = vruntime;
 125
 126         return min_vruntime;
 127 }
 128
 129 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
 130 {
 131         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
 132         if (delta < 0)
 133                 min_vruntime = vruntime;
 134
 135         return min_vruntime;
 136 }
 137
 138 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 139 {
 140         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
 141 }
 142
 143 /*
 144  * Enqueue an entity into the rb-tree:
 145  */
 146 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 147 {
 148         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 149         struct rb_node *parent = NULL;
 150         struct sched_entity *entry;
 151         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
 152         int leftmost = 1;
 153
 154         /*
 155          * Find the right place in the rbtree:
 156          */
 157         while (*link) {
 158                 parent = *link;
 159                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 160                 /*
 161                  * We dont care about collisions. Nodes with
 162                  * the same key stay together.
 163                  */
 164                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
 165                         link = &parent->rb_left;
 166                 } else {
 167                         link = &parent->rb_right;
 168                         leftmost = 0;
 169                 }
 170         }
 171
 172         /*
 173          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
 174          * used):
 175          */
 176         if (leftmost)
 177                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
 178
 179         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 180         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 181 }
 182
 183 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 184 {
 185         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 186                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
 187
 188         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 189 }
 190
 191 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
 192 {
 193         return cfs_rq->rb_leftmost;
 194 }
 195
 196 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 197 {
 198         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
 199 }
 200
 201 static inline struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 202 {
 203         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 204         struct sched_entity *se = NULL;
 205         struct rb_node *parent;
 206
 207         while (*link) {
 208                 parent = *link;
 209                 se = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 210                 link = &parent->rb_right;
 211         }
 212
 213         return se;
 214 }
 215
 216 /**************************************************************
 217  * Scheduling class statistics methods:
 218  */
 219
 220 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 221 int sched_nr_latency_handler(struct ctl_table *table, int write,
 222                 struct file *filp, void __user *buffer, size_t *lenp,
 223                 loff_t *ppos)
 224 {
 225         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, filp, buffer, lenp, ppos);
 226
 227         if (ret || !write)
 228                 return ret;
 229
 230         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
 231                                         sysctl_sched_min_granularity);
 232
 233         return 0;
 234 }
 235 #endif
 236
 237 /*
 238  * The idea is to set a period in which each task runs once.
 239  *
 240  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
 241  * this period because otherwise the slices get too small.
 242  *
 243  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
 244  */
 245 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
 246 {
 247         u64 period = sysctl_sched_latency;
 248         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
 249
 250         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
 251                 period *= nr_running;
 252                 do_div(period, nr_latency);
 253         }
 254
 255         return period;
 256 }
 257
 258 /*
 259  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
 260  * proportional to the weight.
 261  *
 262  * s = p*w/rw
 263  */
 264 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 265 {
 266         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running);
 267
 268         slice *= se->load.weight;
 269         do_div(slice, cfs_rq->load.weight);
 270
 271         return slice;
 272 }
 273
 274 /*
 275  * We calculate the vruntime slice.
 276  *
 277  * vs = s/w = p/rw
 278  */
 279 static u64 __sched_vslice(unsigned long rq_weight, unsigned long nr_running)
 280 {
 281         u64 vslice = __sched_period(nr_running);
 282
 283         vslice *= NICE_0_LOAD;
 284         do_div(vslice, rq_weight);
 285
 286         return vslice;
 287 }
 288
 289 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq)
 290 {
 291         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight, cfs_rq->nr_running);
 292 }
 293
 294 static u64 sched_vslice_add(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 295 {
 296         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight + se->load.weight,
 297                         cfs_rq->nr_running + 1);
 298 }
 299
 300 /*
 301  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
 302  * are not in our scheduling class.
 303  */
 304 static inline void
 305 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
 306               unsigned long delta_exec)
 307 {
 308         unsigned long delta_exec_weighted;
 309         u64 vruntime;
 310
 311         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
 312
 313         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
 314         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
 315         delta_exec_weighted = delta_exec;
 316         if (unlikely(curr->load.weight != NICE_0_LOAD)) {
 317                 delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec_weighted,
 318                                                         &curr->load);
 319         }
 320         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
 321
 322         /*
 323          * maintain cfs_rq->min_vruntime to be a monotonic increasing
 324          * value tracking the leftmost vruntime in the tree.
 325          */
 326         if (first_fair(cfs_rq)) {
 327                 vruntime = min_vruntime(curr->vruntime,
 328                                 __pick_next_entity(cfs_rq)->vruntime);
 329         } else
 330                 vruntime = curr->vruntime;
 331
 332         cfs_rq->min_vruntime =
 333                 max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
 334 }
 335
 336 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 337 {
 338         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
 339         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
 340         unsigned long delta_exec;
 341
 342         if (unlikely(!curr))
 343                 return;
 344
 345         /*
 346          * Get the amount of time the current task was running
 347          * since the last time we changed load (this cannot
 348          * overflow on 32 bits):
 349          */
 350         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
 351
 352         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
 353         curr->exec_start = now;
 354
 355         if (entity_is_task(curr)) {
 356                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
 357
 358                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
 359         }
 360 }
 361
 362 static inline void
 363 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 364 {
 365         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
 366 }
 367
 368 /*
 369  * Task is being enqueued - update stats:
 370  */
 371 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 372 {
 373         /*
 374          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 375          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 376          */
 377         if (se != cfs_rq->curr)
 378                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
 379 }
 380
 381 static void
 382 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 383 {
 384         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
 385                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
 386         schedstat_set(se->wait_start, 0);
 387 }
 388
 389 static inline void
 390 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 391 {
 392         /*
 393          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 394          * waiting task:
 395          */
 396         if (se != cfs_rq->curr)
 397                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 398 }
 399
 400 /*
 401  * We are picking a new current task - update its stats:
 402  */
 403 static inline void
 404 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 405 {
 406         /*
 407          * We are starting a new run period:
 408          */
 409         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 410 }
 411
 412 /**************************************************
 413  * Scheduling class queueing methods:
 414  */
 415
 416 static void
 417 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 418 {
 419         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 420         cfs_rq->nr_running++;
 421         se->on_rq = 1;
 422 }
 423
 424 static void
 425 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 426 {
 427         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 428         cfs_rq->nr_running--;
 429         se->on_rq = 0;
 430 }
 431
 432 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 433 {
 434 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 435         if (se->sleep_start) {
 436                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 437
 438                 if ((s64)delta < 0)
 439                         delta = 0;
 440
 441                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 442                         se->sleep_max = delta;
 443
 444                 se->sleep_start = 0;
 445                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 446         }
 447         if (se->block_start) {
 448                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 449
 450                 if ((s64)delta < 0)
 451                         delta = 0;
 452
 453                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 454                         se->block_max = delta;
 455
 456                 se->block_start = 0;
 457                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 458
 459                 /*
 460                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
 461                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
 462                  * time that the task spent sleeping:
 463                  */
 464                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
 465                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 466
 467                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
 468                                      delta >> 20);
 469                 }
 470         }
 471 #endif
 472 }
 473
 474 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 475 {
 476 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 477         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
 478
 479         if (d < 0)
 480                 d = -d;
 481
 482         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
 483                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
 484 #endif
 485 }
 486
 487 static void
 488 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
 489 {
 490         u64 vruntime;
 491
 492         vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
 493
 494         if (sched_feat(TREE_AVG)) {
 495                 struct sched_entity *last = __pick_last_entity(cfs_rq);
 496                 if (last) {
 497                         vruntime += last->vruntime;
 498                         vruntime >>= 1;
 499                 }
 500         } else if (sched_feat(APPROX_AVG) && cfs_rq->nr_running)
 501                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq)/2;
 502
 503         /*
 504          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
 505          * however the extra weight of the new task will slow them down a
 506          * little, place the new task so that it fits in the slot that
 507          * stays open at the end.
 508          */
 509         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
 510                 vruntime += sched_vslice_add(cfs_rq, se);
 511
 512         if (!initial) {
 513                 /* sleeps upto a single latency don't count. */
 514                 if (sched_feat(NEW_FAIR_SLEEPERS) && entity_is_task(se))
 515                         vruntime -= sysctl_sched_latency;
 516
 517                 /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
 518                 vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
 519         }
 520
 521         se->vruntime = vruntime;
 522 }
 523
 524 static void
 525 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 526 {
 527         /*
 528          * Update run-time statistics of the 'current'.
 529          */
 530         update_curr(cfs_rq);
 531
 532         if (wakeup) {
 533                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
 534                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 535         }
 536
 537         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 538         check_spread(cfs_rq, se);
 539         if (se != cfs_rq->curr)
 540                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 541         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
 542 }
 543
 544 static void
 545 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 546 {
 547         /*
 548          * Update run-time statistics of the 'current'.
 549          */
 550         update_curr(cfs_rq);
 551
 552         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 553         if (sleep) {
 554 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 555                 if (entity_is_task(se)) {
 556                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 557
 558                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 559                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 560                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 561                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 562                 }
 563 #endif
 564         }
 565
 566         if (se != cfs_rq->curr)
 567                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 568         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
 569 }
 570
 571 /*
 572  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 573  */
 574 static void
 575 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 576 {
 577         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
 578
 579         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
 580         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
 581         if (delta_exec > ideal_runtime)
 582                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 583 }
 584
 585 static void
 586 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 587 {
 588         /* 'current' is not kept within the tree. */
 589         if (se->on_rq) {
 590                 /*
 591                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 592                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 593                  * runqueue.
 594                  */
 595                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 596                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 597         }
 598
 599         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 600         cfs_rq->curr = se;
 601 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 602         /*
 603          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
 604          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
 605          * when there are only lesser-weight tasks around):
 606          */
 607         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
 608                 se->slice_max = max(se->slice_max,
 609                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
 610         }
 611 #endif
 612         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
 613 }
 614
 615 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 616 {
 617         struct sched_entity *se = NULL;
 618
 619         if (first_fair(cfs_rq)) {
 620                 se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 621                 set_next_entity(cfs_rq, se);
 622         }
 623
 624         return se;
 625 }
 626
 627 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 628 {
 629         /*
 630          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 631          * was not called and update_curr() has to be done:
 632          */
 633         if (prev->on_rq)
 634                 update_curr(cfs_rq);
 635
 636         check_spread(cfs_rq, prev);
 637         if (prev->on_rq) {
 638                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 639                 /* Put 'current' back into the tree. */
 640                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
 641         }
 642         cfs_rq->curr = NULL;
 643 }
 644
 645 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 646 {
 647         /*
 648          * Update run-time statistics of the 'current'.
 649          */
 650         update_curr(cfs_rq);
 651
 652         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
 653                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
 654 }
 655
 656 /**************************************************
 657  * CFS operations on tasks:
 658  */
 659
 660 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 661
 662 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 663 #define for_each_sched_entity(se) \
 664                 for (; se; se = se->parent)
 665
 666 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 667 {
 668         return p->se.cfs_rq;
 669 }
 670
 671 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 672 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 673 {
 674         return se->cfs_rq;
 675 }
 676
 677 /* runqueue "owned" by this group */
 678 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 679 {
 680         return grp->my_q;
 681 }
 682
 683 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 684  * another cpu ('this_cpu')
 685  */
 686 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 687 {
 688         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
 689 }
 690
 691 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 692 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 693         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 694
 695 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
 696 static inline int
 697 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 698 {
 699         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
 700                 return 1;
 701
 702         return 0;
 703 }
 704
 705 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 706 {
 707         return se->parent;
 708 }
 709
 710 #define GROUP_IMBALANCE_PCT     20
 711
 712 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 713
 714 #define for_each_sched_entity(se) \
 715                 for (; se; se = NULL)
 716
 717 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 718 {
 719         return &task_rq(p)->cfs;
 720 }
 721
 722 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 723 {
 724         struct task_struct *p = task_of(se);
 725         struct rq *rq = task_rq(p);
 726
 727         return &rq->cfs;
 728 }
 729
 730 /* runqueue "owned" by this group */
 731 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 732 {
 733         return NULL;
 734 }
 735
 736 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 737 {
 738         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 739 }
 740
 741 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 742                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 743
 744 static inline int
 745 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 746 {
 747         return 1;
 748 }
 749
 750 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 751 {
 752         return NULL;
 753 }
 754
 755 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 756
 757 /*
 758  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 759  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 760  * then put the task into the rbtree:
 761  */
 762 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 763 {
 764         struct cfs_rq *cfs_rq;
 765         struct sched_entity *se = &p->se,
 766                             *topse = NULL;      /* Highest schedulable entity */
 767         int incload = 1;
 768
 769         for_each_sched_entity(se) {
 770                 topse = se;
 771                 if (se->on_rq) {
 772                         incload = 0;
 773                         break;
 774                 }
 775                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 776                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 777                 wakeup = 1;
 778         }
 779         /* Increment cpu load if we just enqueued the first task of a group on
 780          * 'rq->cpu'. 'topse' represents the group to which task 'p' belongs
 781          * at the highest grouping level.
 782          */
 783         if (incload)
 784                 inc_cpu_load(rq, topse->load.weight);
 785 }
 786
 787 /*
 788  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 789  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 790  * update the fair scheduling stats:
 791  */
 792 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 793 {
 794         struct cfs_rq *cfs_rq;
 795         struct sched_entity *se = &p->se,
 796                             *topse = NULL;      /* Highest schedulable entity */
 797         int decload = 1;
 798
 799         for_each_sched_entity(se) {
 800                 topse = se;
 801                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 802                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 803                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 804                 if (cfs_rq->load.weight) {
 805                         if (parent_entity(se))
 806                                 decload = 0;
 807                         break;
 808                 }
 809                 sleep = 1;
 810         }
 811         /* Decrement cpu load if we just dequeued the last task of a group on
 812          * 'rq->cpu'. 'topse' represents the group to which task 'p' belongs
 813          * at the highest grouping level.
 814          */
 815         if (decload)
 816                 dec_cpu_load(rq, topse->load.weight);
 817 }
 818
 819 /*
 820  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
 821  *
 822  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
 823  */
 824 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
 825 {
 826         struct task_struct *curr = rq->curr;
 827         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 828         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
 829
 830         /*
 831          * Are we the only task in the tree?
 832          */
 833         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
 834                 return;
 835
 836         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
 837                 __update_rq_clock(rq);
 838                 /*
 839                  * Update run-time statistics of the 'current'.
 840                  */
 841                 update_curr(cfs_rq);
 842
 843                 return;
 844         }
 845         /*
 846          * Find the rightmost entry in the rbtree:
 847          */
 848         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
 849         /*
 850          * Already in the rightmost position?
 851          */
 852         if (unlikely(rightmost->vruntime < se->vruntime))
 853                 return;
 854
 855         /*
 856          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
 857          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
 858          * 'current' within the tree based on its new key value.
 859          */
 860         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
 861 }
 862
 863 /*
 864  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 865  */
 866 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 867 {
 868         struct task_struct *curr = rq->curr;
 869         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 870         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
 871         unsigned long gran;
 872
 873         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 874                 update_rq_clock(rq);
 875                 update_curr(cfs_rq);
 876                 resched_task(curr);
 877                 return;
 878         }
 879         /*
 880          * Batch tasks do not preempt (their preemption is driven by
 881          * the tick):
 882          */
 883         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
 884                 return;
 885
 886         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
 887                 return;
 888
 889         while (!is_same_group(se, pse)) {
 890                 se = parent_entity(se);
 891                 pse = parent_entity(pse);
 892         }
 893
 894         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 895         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 896                 gran = calc_delta_fair(gran, &se->load);
 897
 898         if (pse->vruntime + gran < se->vruntime)
 899                 resched_task(curr);
 900 }
 901
 902 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
 903 {
 904         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 905         struct sched_entity *se;
 906
 907         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 908                 return NULL;
 909
 910         do {
 911                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
 912                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 913         } while (cfs_rq);
 914
 915         return task_of(se);
 916 }
 917
 918 /*
 919  * Account for a descheduled task:
 920  */
 921 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 922 {
 923         struct sched_entity *se = &prev->se;
 924         struct cfs_rq *cfs_rq;
 925
 926         for_each_sched_entity(se) {
 927                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 928                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
 929         }
 930 }
 931
 932 #ifdef CONFIG_SMP
 933 /**************************************************
 934  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 935  */
 936
 937 /*
 938  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 939  * during the whole iteration, the current task might be
 940  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 941  * achieve that by always pre-iterating before returning
 942  * the current task:
 943  */
 944 static struct task_struct *
 945 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 946 {
 947         struct task_struct *p;
 948
 949         if (!curr)
 950                 return NULL;
 951
 952         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 953         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 954
 955         return p;
 956 }
 957
 958 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 959 {
 960         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 961
 962         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 963 }
 964
 965 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 966 {
 967         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 968
 969         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 970 }
 971
 972 static unsigned long
 973 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 974                   unsigned long max_load_move,
 975                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 976                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
 977 {
 978         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 979         long rem_load_move = max_load_move;
 980         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 981         unsigned long load_moved;
 982
 983         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 984         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 985
 986         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 987 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 988                 struct cfs_rq *this_cfs_rq = busy_cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
 989                 unsigned long maxload, task_load, group_weight;
 990                 unsigned long thisload, per_task_load;
 991                 struct sched_entity *se = busy_cfs_rq->tg->se[busiest->cpu];
 992
 993                 task_load = busy_cfs_rq->load.weight;
 994                 group_weight = se->load.weight;
 995
 996                 /*
 997                  * 'group_weight' is contributed by tasks of total weight
 998                  * 'task_load'. To move 'rem_load_move' worth of weight only,
 999                  * we need to move a maximum task load of:
1000                  *
1001                  *      maxload = (remload / group_weight) * task_load;
1002                  */
1003                 maxload = (rem_load_move * task_load) / group_weight;
1004
1005                 if (!maxload || !task_load)
1006                         continue;
1007
1008                 per_task_load = task_load / busy_cfs_rq->nr_running;
1009                 /*
1010                  * balance_tasks will try to forcibly move atleast one task if
1011                  * possible (because of SCHED_LOAD_SCALE_FUZZ). Avoid that if
1012                  * maxload is less than GROUP_IMBALANCE_FUZZ% the per_task_load.
1013                  */
1014                  if (100 * maxload < GROUP_IMBALANCE_PCT * per_task_load)
1015                         continue;
1016
1017                 /* Disable priority-based load balance */
1018                 *this_best_prio = 0;
1019                 thisload = this_cfs_rq->load.weight;
1020 #else
1021 # define maxload rem_load_move
1022 #endif
1023                 /*
1024                  * pass busy_cfs_rq argument into
1025                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1026                  */
1027                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1028                 load_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1029                                                maxload, sd, idle, all_pinned,
1030                                                this_best_prio,
1031                                                &cfs_rq_iterator);
1032
1033 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1034                 /*
1035                  * load_moved holds the task load that was moved. The
1036                  * effective (group) weight moved would be:
1037                  *      load_moved_eff = load_moved/task_load * group_weight;
1038                  */
1039                 load_moved = (group_weight * load_moved) / task_load;
1040
1041                 /* Adjust shares on both cpus to reflect load_moved */
1042                 group_weight -= load_moved;
1043                 set_se_shares(se, group_weight);
1044
1045                 se = busy_cfs_rq->tg->se[this_cpu];
1046                 if (!thisload)
1047                         group_weight = load_moved;
1048                 else
1049                         group_weight = se->load.weight + load_moved;
1050                 set_se_shares(se, group_weight);
1051 #endif
1052
1053                 rem_load_move -= load_moved;
1054
1055                 if (rem_load_move <= 0)
1056                         break;
1057         }
1058
1059         return max_load_move - rem_load_move;
1060 }
1061
1062 static int
1063 move_one_task_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1064                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1065 {
1066         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1067         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1068
1069         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1070         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1071
1072         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1073                 /*
1074                  * pass busy_cfs_rq argument into
1075                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1076                  */
1077                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1078                 if (iter_move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle,
1079                                        &cfs_rq_iterator))
1080                     return 1;
1081         }
1082
1083         return 0;
1084 }
1085 #endif
1086
1087 /*
1088  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1089  */
1090 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1091 {
1092         struct cfs_rq *cfs_rq;
1093         struct sched_entity *se = &curr->se;
1094
1095         for_each_sched_entity(se) {
1096                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1097                 entity_tick(cfs_rq, se);
1098         }
1099 }
1100
1101 #define swap(a, b) do { typeof(a) tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp; } while (0)
1102
1103 /*
1104  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1105  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1106  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1107  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1108  * the child is not running yet.
1109  */
1110 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1111 {
1112         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1113         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
1114         int this_cpu = smp_processor_id();
1115
1116         sched_info_queued(p);
1117
1118         update_curr(cfs_rq);
1119         place_entity(cfs_rq, se, 1);
1120
1121         /* 'curr' will be NULL if the child belongs to a different group */
1122         if (sysctl_sched_child_runs_first && this_cpu == task_cpu(p) &&
1123                         curr && curr->vruntime < se->vruntime) {
1124                 /*
1125                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1126                  * 'current' within the tree based on its new key value.
1127                  */
1128                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
1129         }
1130
1131         enqueue_task_fair(rq, p, 0);
1132         resched_task(rq->curr);
1133 }
1134
1135 /* Account for a task changing its policy or group.
1136  *
1137  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1138  * migrates between groups/classes.
1139  */
1140 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1141 {
1142         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1143
1144         for_each_sched_entity(se)
1145                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1146 }
1147
1148 /*
1149  * All the scheduling class methods:
1150  */
1151 static const struct sched_class fair_sched_class = {
1152         .next                   = &idle_sched_class,
1153         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1154         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1155         .yield_task             = yield_task_fair,
1156
1157         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
1158
1159         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1160         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1161
1162 #ifdef CONFIG_SMP
1163         .load_balance           = load_balance_fair,
1164         .move_one_task          = move_one_task_fair,
1165 #endif
1166
1167         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1168         .task_tick              = task_tick_fair,
1169         .task_new               = task_new_fair,
1170 };
1171
1172 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1173 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1174 {
1175         struct cfs_rq *cfs_rq;
1176
1177 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1178         print_cfs_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->cfs);
1179 #endif
1180         lock_task_group_list();
1181         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1182                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1183         unlock_task_group_list();
1184 }
1185 #endif