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                                 task_of(se)->policy != SCHED_BATCH)
 516                         vruntime -= sysctl_sched_latency;
 517
 518                 /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
 519                 vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
 520         }
 521
 522         se->vruntime = vruntime;
 523 }
 524
 525 static void
 526 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 527 {
 528         /*
 529          * Update run-time statistics of the 'current'.
 530          */
 531         update_curr(cfs_rq);
 532
 533         if (wakeup) {
 534                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
 535                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 536         }
 537
 538         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 539         check_spread(cfs_rq, se);
 540         if (se != cfs_rq->curr)
 541                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 542         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
 543 }
 544
 545 static void
 546 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 547 {
 548         /*
 549          * Update run-time statistics of the 'current'.
 550          */
 551         update_curr(cfs_rq);
 552
 553         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 554         if (sleep) {
 555 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 556                 if (entity_is_task(se)) {
 557                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 558
 559                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 560                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 561                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 562                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 563                 }
 564 #endif
 565         }
 566
 567         if (se != cfs_rq->curr)
 568                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 569         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
 570 }
 571
 572 /*
 573  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 574  */
 575 static void
 576 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 577 {
 578         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
 579
 580         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
 581         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
 582         if (delta_exec > ideal_runtime)
 583                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 584 }
 585
 586 static void
 587 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 588 {
 589         /* 'current' is not kept within the tree. */
 590         if (se->on_rq) {
 591                 /*
 592                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 593                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 594                  * runqueue.
 595                  */
 596                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 597                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 598         }
 599
 600         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 601         cfs_rq->curr = se;
 602 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 603         /*
 604          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
 605          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
 606          * when there are only lesser-weight tasks around):
 607          */
 608         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
 609                 se->slice_max = max(se->slice_max,
 610                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
 611         }
 612 #endif
 613         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
 614 }
 615
 616 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 617 {
 618         struct sched_entity *se = NULL;
 619
 620         if (first_fair(cfs_rq)) {
 621                 se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 622                 set_next_entity(cfs_rq, se);
 623         }
 624
 625         return se;
 626 }
 627
 628 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 629 {
 630         /*
 631          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 632          * was not called and update_curr() has to be done:
 633          */
 634         if (prev->on_rq)
 635                 update_curr(cfs_rq);
 636
 637         check_spread(cfs_rq, prev);
 638         if (prev->on_rq) {
 639                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 640                 /* Put 'current' back into the tree. */
 641                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
 642         }
 643         cfs_rq->curr = NULL;
 644 }
 645
 646 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 647 {
 648         /*
 649          * Update run-time statistics of the 'current'.
 650          */
 651         update_curr(cfs_rq);
 652
 653         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
 654                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
 655 }
 656
 657 /**************************************************
 658  * CFS operations on tasks:
 659  */
 660
 661 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 662
 663 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 664 #define for_each_sched_entity(se) \
 665                 for (; se; se = se->parent)
 666
 667 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 668 {
 669         return p->se.cfs_rq;
 670 }
 671
 672 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 673 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 674 {
 675         return se->cfs_rq;
 676 }
 677
 678 /* runqueue "owned" by this group */
 679 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 680 {
 681         return grp->my_q;
 682 }
 683
 684 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 685  * another cpu ('this_cpu')
 686  */
 687 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 688 {
 689         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
 690 }
 691
 692 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 693 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 694         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 695
 696 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
 697 static inline int
 698 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 699 {
 700         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
 701                 return 1;
 702
 703         return 0;
 704 }
 705
 706 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 707 {
 708         return se->parent;
 709 }
 710
 711 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 712
 713 #define for_each_sched_entity(se) \
 714                 for (; se; se = NULL)
 715
 716 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 717 {
 718         return &task_rq(p)->cfs;
 719 }
 720
 721 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 722 {
 723         struct task_struct *p = task_of(se);
 724         struct rq *rq = task_rq(p);
 725
 726         return &rq->cfs;
 727 }
 728
 729 /* runqueue "owned" by this group */
 730 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 731 {
 732         return NULL;
 733 }
 734
 735 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 736 {
 737         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 738 }
 739
 740 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 741                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 742
 743 static inline int
 744 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 745 {
 746         return 1;
 747 }
 748
 749 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 750 {
 751         return NULL;
 752 }
 753
 754 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 755
 756 /*
 757  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 758  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 759  * then put the task into the rbtree:
 760  */
 761 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 762 {
 763         struct cfs_rq *cfs_rq;
 764         struct sched_entity *se = &p->se;
 765
 766         for_each_sched_entity(se) {
 767                 if (se->on_rq)
 768                         break;
 769                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 770                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 771                 wakeup = 1;
 772         }
 773 }
 774
 775 /*
 776  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 777  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 778  * update the fair scheduling stats:
 779  */
 780 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 781 {
 782         struct cfs_rq *cfs_rq;
 783         struct sched_entity *se = &p->se;
 784
 785         for_each_sched_entity(se) {
 786                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 787                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 788                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 789                 if (cfs_rq->load.weight)
 790                         break;
 791                 sleep = 1;
 792         }
 793 }
 794
 795 /*
 796  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
 797  *
 798  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
 799  */
 800 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
 801 {
 802         struct task_struct *curr = rq->curr;
 803         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 804         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
 805
 806         /*
 807          * Are we the only task in the tree?
 808          */
 809         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
 810                 return;
 811
 812         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
 813                 __update_rq_clock(rq);
 814                 /*
 815                  * Update run-time statistics of the 'current'.
 816                  */
 817                 update_curr(cfs_rq);
 818
 819                 return;
 820         }
 821         /*
 822          * Find the rightmost entry in the rbtree:
 823          */
 824         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
 825         /*
 826          * Already in the rightmost position?
 827          */
 828         if (unlikely(rightmost->vruntime < se->vruntime))
 829                 return;
 830
 831         /*
 832          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
 833          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
 834          * 'current' within the tree based on its new key value.
 835          */
 836         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
 837 }
 838
 839 /*
 840  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 841  */
 842 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 843 {
 844         struct task_struct *curr = rq->curr;
 845         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 846         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
 847         unsigned long gran;
 848
 849         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 850                 update_rq_clock(rq);
 851                 update_curr(cfs_rq);
 852                 resched_task(curr);
 853                 return;
 854         }
 855         /*
 856          * Batch tasks do not preempt (their preemption is driven by
 857          * the tick):
 858          */
 859         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
 860                 return;
 861
 862         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
 863                 return;
 864
 865         while (!is_same_group(se, pse)) {
 866                 se = parent_entity(se);
 867                 pse = parent_entity(pse);
 868         }
 869
 870         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 871         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 872                 gran = calc_delta_fair(gran, &se->load);
 873
 874         if (pse->vruntime + gran < se->vruntime)
 875                 resched_task(curr);
 876 }
 877
 878 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
 879 {
 880         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 881         struct sched_entity *se;
 882
 883         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 884                 return NULL;
 885
 886         do {
 887                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
 888                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 889         } while (cfs_rq);
 890
 891         return task_of(se);
 892 }
 893
 894 /*
 895  * Account for a descheduled task:
 896  */
 897 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 898 {
 899         struct sched_entity *se = &prev->se;
 900         struct cfs_rq *cfs_rq;
 901
 902         for_each_sched_entity(se) {
 903                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 904                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
 905         }
 906 }
 907
 908 #ifdef CONFIG_SMP
 909 /**************************************************
 910  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 911  */
 912
 913 /*
 914  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 915  * during the whole iteration, the current task might be
 916  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 917  * achieve that by always pre-iterating before returning
 918  * the current task:
 919  */
 920 static struct task_struct *
 921 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 922 {
 923         struct task_struct *p;
 924
 925         if (!curr)
 926                 return NULL;
 927
 928         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 929         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 930
 931         return p;
 932 }
 933
 934 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 935 {
 936         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 937
 938         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 939 }
 940
 941 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 942 {
 943         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 944
 945         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 946 }
 947
 948 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 949 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
 950 {
 951         struct sched_entity *curr;
 952         struct task_struct *p;
 953
 954         if (!cfs_rq->nr_running)
 955                 return MAX_PRIO;
 956
 957         curr = cfs_rq->curr;
 958         if (!curr)
 959                 curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
 960
 961         p = task_of(curr);
 962
 963         return p->prio;
 964 }
 965 #endif
 966
 967 static unsigned long
 968 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 969                   unsigned long max_load_move,
 970                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 971                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
 972 {
 973         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 974         long rem_load_move = max_load_move;
 975         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 976
 977         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 978         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 979
 980         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 981 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 982                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
 983                 long imbalance;
 984                 unsigned long maxload;
 985
 986                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
 987
 988                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
 989                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
 990                 if (imbalance <= 0)
 991                         continue;
 992
 993                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
 994                 imbalance /= 2;
 995                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
 996
 997                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
 998 #else
 999 # define maxload rem_load_move
1000 #endif
1001                 /*
1002                  * pass busy_cfs_rq argument into
1003                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1004                  */
1005                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1006                 rem_load_move -= balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1007                                                maxload, sd, idle, all_pinned,
1008                                                this_best_prio,
1009                                                &cfs_rq_iterator);
1010
1011                 if (rem_load_move <= 0)
1012                         break;
1013         }
1014
1015         return max_load_move - rem_load_move;
1016 }
1017
1018 static int
1019 move_one_task_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1020                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1021 {
1022         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1023         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1024
1025         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1026         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1027
1028         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1029                 /*
1030                  * pass busy_cfs_rq argument into
1031                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1032                  */
1033                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1034                 if (iter_move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle,
1035                                        &cfs_rq_iterator))
1036                     return 1;
1037         }
1038
1039         return 0;
1040 }
1041 #endif
1042
1043 /*
1044  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1045  */
1046 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1047 {
1048         struct cfs_rq *cfs_rq;
1049         struct sched_entity *se = &curr->se;
1050
1051         for_each_sched_entity(se) {
1052                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1053                 entity_tick(cfs_rq, se);
1054         }
1055 }
1056
1057 #define swap(a, b) do { typeof(a) tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp; } while (0)
1058
1059 /*
1060  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1061  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1062  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1063  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1064  * the child is not running yet.
1065  */
1066 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1067 {
1068         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1069         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
1070         int this_cpu = smp_processor_id();
1071
1072         sched_info_queued(p);
1073
1074         update_curr(cfs_rq);
1075         place_entity(cfs_rq, se, 1);
1076
1077         /* 'curr' will be NULL if the child belongs to a different group */
1078         if (sysctl_sched_child_runs_first && this_cpu == task_cpu(p) &&
1079                         curr && curr->vruntime < se->vruntime) {
1080                 /*
1081                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1082                  * 'current' within the tree based on its new key value.
1083                  */
1084                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
1085         }
1086
1087         enqueue_task_fair(rq, p, 0);
1088         resched_task(rq->curr);
1089 }
1090
1091 /* Account for a task changing its policy or group.
1092  *
1093  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1094  * migrates between groups/classes.
1095  */
1096 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1097 {
1098         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1099
1100         for_each_sched_entity(se)
1101                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1102 }
1103
1104 /*
1105  * All the scheduling class methods:
1106  */
1107 static const struct sched_class fair_sched_class = {
1108         .next                   = &idle_sched_class,
1109         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1110         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1111         .yield_task             = yield_task_fair,
1112
1113         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
1114
1115         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1116         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1117
1118 #ifdef CONFIG_SMP
1119         .load_balance           = load_balance_fair,
1120         .move_one_task          = move_one_task_fair,
1121 #endif
1122
1123         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1124         .task_tick              = task_tick_fair,
1125         .task_new               = task_new_fair,
1126 };
1127
1128 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1129 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1130 {
1131         struct cfs_rq *cfs_rq;
1132
1133 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1134         print_cfs_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->cfs);
1135 #endif
1136         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1137                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1138 }
1139 #endif