Merge branch 'sas-fixes' of master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/jgarzik/misc-2.6
[sfrench/cifs-2.6.git] / kernel / sched_fair.c
index 4d6b7e2df2aa7038245853919c22492409223180..67c67a87146ebaa64514c4bdf8b0ae5de0d4cf47 100644 (file)
  *
  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
+ *
+ *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
+ *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
  */
 
 /*
- * Preemption granularity:
- * (default: 10 msec, units: nanoseconds)
+ * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
+ * (default: 20ms, units: nanoseconds)
  *
- * NOTE: this granularity value is not the same as the concept of
- * 'timeslice length' - timeslices in CFS will typically be somewhat
- * larger than this value. (to see the precise effective timeslice
- * length of your workload, run vmstat and monitor the context-switches
- * field)
+ * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
+ * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length.
+ * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
+ *  run vmstat and monitor the context-switches field)
  *
  * On SMP systems the value of this is multiplied by the log2 of the
  * number of CPUs. (i.e. factor 2x on 2-way systems, 3x on 4-way
  * systems, 4x on 8-way systems, 5x on 16-way systems, etc.)
+ * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
  */
-unsigned int sysctl_sched_granularity __read_mostly = 10000000UL;
+unsigned int sysctl_sched_latency __read_mostly = 20000000ULL;
+
+/*
+ * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
+ * (default: 2 msec, units: nanoseconds)
+ */
+unsigned int sysctl_sched_min_granularity __read_mostly = 2000000ULL;
+
+/*
+ * sys_sched_yield() compat mode
+ *
+ * This option switches the agressive yield implementation of the
+ * old scheduler back on.
+ */
+unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
 
 /*
  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
@@ -185,6 +202,8 @@ __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
        update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
        cfs_rq->nr_running++;
        se->on_rq = 1;
+
+       schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 }
 
 static inline void
@@ -196,6 +215,8 @@ __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
        update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
        cfs_rq->nr_running--;
        se->on_rq = 0;
+
+       schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
 }
 
 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
@@ -212,6 +233,49 @@ static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
  * Scheduling class statistics methods:
  */
 
+/*
+ * Calculate the preemption granularity needed to schedule every
+ * runnable task once per sysctl_sched_latency amount of time.
+ * (down to a sensible low limit on granularity)
+ *
+ * For example, if there are 2 tasks running and latency is 10 msecs,
+ * we switch tasks every 5 msecs. If we have 3 tasks running, we have
+ * to switch tasks every 3.33 msecs to get a 10 msecs observed latency
+ * for each task. We do finer and finer scheduling up to until we
+ * reach the minimum granularity value.
+ *
+ * To achieve this we use the following dynamic-granularity rule:
+ *
+ *    gran = lat/nr - lat/nr/nr
+ *
+ * This comes out of the following equations:
+ *
+ *    kA1 + gran = kB1
+ *    kB2 + gran = kA2
+ *    kA2 = kA1
+ *    kB2 = kB1 - d + d/nr
+ *    lat = d * nr
+ *
+ * Where 'k' is key, 'A' is task A (waiting), 'B' is task B (running),
+ * '1' is start of time, '2' is end of time, 'd' is delay between
+ * 1 and 2 (during which task B was running), 'nr' is number of tasks
+ * running, 'lat' is the the period of each task. ('lat' is the
+ * sched_latency that we aim for.)
+ */
+static long
+sched_granularity(struct cfs_rq *cfs_rq)
+{
+       unsigned int gran = sysctl_sched_latency;
+       unsigned int nr = cfs_rq->nr_running;
+
+       if (nr > 1) {
+               gran = gran/nr - gran/nr/nr;
+               gran = max(gran, sysctl_sched_min_granularity);
+       }
+
+       return gran;
+}
+
 /*
  * We rescale the rescheduling granularity of tasks according to their
  * nice level, but only linearly, not exponentially:
@@ -239,7 +303,7 @@ niced_granularity(struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
        /*
         * It will always fit into 'long':
         */
-       return (long) (tmp >> WMULT_SHIFT);
+       return (long) (tmp >> (WMULT_SHIFT-NICE_0_SHIFT));
 }
 
 static inline void
@@ -302,7 +366,7 @@ __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
        delta_fair = calc_delta_fair(delta_exec, lw);
        delta_mine = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
 
-       if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_granularity) {
+       if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_min_granularity) {
                delta = min((u64)delta_mine, cfs_rq->sleeper_bonus);
                delta = min(delta, (unsigned long)(
                        (long)sysctl_sched_runtime_limit - curr->wait_runtime));
@@ -437,6 +501,9 @@ update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 {
        unsigned long delta_fair;
 
+       if (unlikely(!se->wait_start_fair))
+               return;
+
        delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
                        (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
 
@@ -519,7 +586,6 @@ static void __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 
        prev_runtime = se->wait_runtime;
        __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
-       schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
        delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
 
        /*
@@ -573,6 +639,16 @@ static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 
                se->block_start = 0;
                se->sum_sleep_runtime += delta;
+
+               /*
+                * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
+                * get a milliseconds-range estimation of the amount of
+                * time that the task spent sleeping:
+                */
+               if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
+                       profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
+                                    delta >> 20);
+               }
        }
 #endif
 }
@@ -607,7 +683,6 @@ dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
                        if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
                                se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
                }
-               cfs_rq->wait_runtime -= se->wait_runtime;
 #endif
        }
        __dequeue_entity(cfs_rq, se);
@@ -621,11 +696,31 @@ __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
                          struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 {
        s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
+       unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
+
+       /*
+        * ideal_runtime is compared against sum_exec_runtime, which is
+        * walltime, hence do not scale.
+        */
+       ideal_runtime = max(sysctl_sched_latency / cfs_rq->nr_running,
+                       (unsigned long)sysctl_sched_min_granularity);
+
+       /*
+        * If we executed more than what the latency constraint suggests,
+        * reduce the rescheduling granularity. This way the total latency
+        * of how much a task is not scheduled converges to
+        * sysctl_sched_latency:
+        */
+       delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
+       if (delta_exec > ideal_runtime)
+               granularity = 0;
 
        /*
         * Take scheduling granularity into account - do not
         * preempt the current task unless the best task has
         * a larger than sched_granularity fairness advantage:
+        *
+        * scale granularity as key space is in fair_clock.
         */
        if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
                resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
@@ -644,6 +739,7 @@ set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
        update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
        update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
        set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
+       se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
 }
 
 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
@@ -689,7 +785,8 @@ static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
        if (next == curr)
                return;
 
-       __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr, sysctl_sched_granularity);
+       __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr,
+                       sched_granularity(cfs_rq));
 }
 
 /**************************************************
@@ -818,19 +915,62 @@ static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 }
 
 /*
- * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue
+ * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
+ *
+ * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
  */
 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 {
        struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
+       struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
+       struct sched_entity *rightmost, *se = &p->se;
+       struct rb_node *parent;
 
-       __update_rq_clock(rq);
        /*
-        * Dequeue and enqueue the task to update its
-        * position within the tree:
+        * Are we the only task in the tree?
+        */
+       if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
+               return;
+
+       if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
+               __update_rq_clock(rq);
+               /*
+                * Dequeue and enqueue the task to update its
+                * position within the tree:
+                */
+               dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
+               enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
+
+               return;
+       }
+       /*
+        * Find the rightmost entry in the rbtree:
+        */
+       do {
+               parent = *link;
+               link = &parent->rb_right;
+       } while (*link);
+
+       rightmost = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
+       /*
+        * Already in the rightmost position?
+        */
+       if (unlikely(rightmost == se))
+               return;
+
+       /*
+        * Minimally necessary key value to be last in the tree:
+        */
+       se->fair_key = rightmost->fair_key + 1;
+
+       if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
+               cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
+       /*
+        * Relink the task to the rightmost position:
         */
-       dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
-       enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
+       rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
+       rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
+       rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 }
 
 /*
@@ -1023,31 +1163,32 @@ static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 {
        struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
-       struct sched_entity *se = &p->se;
+       struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
 
        sched_info_queued(p);
 
+       update_curr(cfs_rq);
        update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
        /*
         * Child runs first: we let it run before the parent
         * until it reschedules once. We set up the key so that
         * it will preempt the parent:
         */
-       p->se.fair_key = current->se.fair_key -
-               niced_granularity(&rq->curr->se, sysctl_sched_granularity) - 1;
+       se->fair_key = curr->fair_key -
+               niced_granularity(curr, sched_granularity(cfs_rq)) - 1;
        /*
         * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
         * so do not credit it with that waiting time yet:
         */
        if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
-               p->se.wait_start_fair = 0;
+               se->wait_start_fair = 0;
 
        /*
         * The statistical average of wait_runtime is about
         * -granularity/2, so initialize the task with that:
         */
        if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
-               p->se.wait_runtime = -((long)sysctl_sched_granularity / 2);
+               se->wait_runtime = -(sched_granularity(cfs_rq) / 2);
 
        __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 }