105d57b41aa24397d09bfa990a58392d6a77c098
[cascardo/linux.git] / 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  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
25  */
26 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
27 # define const_debug __read_mostly
28 #else
29 # define const_debug static const
30 #endif
31
32 /*
33  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
34  * (default: 20ms, units: nanoseconds)
35  *
36  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
37  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length.
38  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
39  *  run vmstat and monitor the context-switches field)
40  *
41  * On SMP systems the value of this is multiplied by the log2 of the
42  * number of CPUs. (i.e. factor 2x on 2-way systems, 3x on 4-way
43  * systems, 4x on 8-way systems, 5x on 16-way systems, etc.)
44  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
45  */
46 const_debug unsigned int sysctl_sched_latency = 20000000ULL;
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  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
56  * (default: 2 msec, units: nanoseconds)
57  */
58 unsigned int sysctl_sched_min_granularity __read_mostly = 2000000ULL;
59
60 /*
61  * sys_sched_yield() compat mode
62  *
63  * This option switches the agressive yield implementation of the
64  * old scheduler back on.
65  */
66 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
67
68 /*
69  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
70  * (default: 25 msec, units: nanoseconds)
71  *
72  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
73  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
74  * have immediate wakeup/sleep latencies.
75  */
76 const_debug unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity = 25000000UL;
77
78 /*
79  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
80  * (default: 1 msec, units: nanoseconds)
81  *
82  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
83  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
84  * have immediate wakeup/sleep latencies.
85  */
86 const_debug unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
87
88 unsigned int sysctl_sched_runtime_limit __read_mostly;
89
90 /*
91  * Debugging: various feature bits
92  */
93 enum {
94         SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        = 1,
95         SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          = 2,
96         SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     = 4,
97         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 8,
98         SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         = 16,
99 };
100
101 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
102                 SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        *1 |
103                 SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          *0 |
104                 SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     *1 |
105                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          *1 |
106                 SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         *0;
107
108 extern struct sched_class fair_sched_class;
109
110 /**************************************************************
111  * CFS operations on generic schedulable entities:
112  */
113
114 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
115
116 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
117 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
118 {
119         return cfs_rq->rq;
120 }
121
122 /* currently running entity (if any) on this cfs_rq */
123 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
124 {
125         return cfs_rq->curr;
126 }
127
128 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
129 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
130
131 static inline void
132 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
133 {
134         cfs_rq->curr = se;
135 }
136
137 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
138
139 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
140 {
141         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
142 }
143
144 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
145 {
146         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
147
148         if (unlikely(rq->curr->sched_class != &fair_sched_class))
149                 return NULL;
150
151         return &rq->curr->se;
152 }
153
154 #define entity_is_task(se)      1
155
156 static inline void
157 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
158
159 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
160
161 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
162 {
163         return container_of(se, struct task_struct, se);
164 }
165
166
167 /**************************************************************
168  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
169  */
170
171 /*
172  * Enqueue an entity into the rb-tree:
173  */
174 static inline void
175 __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
176 {
177         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
178         struct rb_node *parent = NULL;
179         struct sched_entity *entry;
180         s64 key = se->fair_key;
181         int leftmost = 1;
182
183         /*
184          * Find the right place in the rbtree:
185          */
186         while (*link) {
187                 parent = *link;
188                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
189                 /*
190                  * We dont care about collisions. Nodes with
191                  * the same key stay together.
192                  */
193                 if (key - entry->fair_key < 0) {
194                         link = &parent->rb_left;
195                 } else {
196                         link = &parent->rb_right;
197                         leftmost = 0;
198                 }
199         }
200
201         /*
202          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
203          * used):
204          */
205         if (leftmost)
206                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
207
208         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
209         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
210         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
211         cfs_rq->nr_running++;
212         se->on_rq = 1;
213
214         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
215 }
216
217 static inline void
218 __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
219 {
220         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
221                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
222         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
223         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
224         cfs_rq->nr_running--;
225         se->on_rq = 0;
226
227         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
228 }
229
230 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
231 {
232         return cfs_rq->rb_leftmost;
233 }
234
235 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
236 {
237         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
238 }
239
240 /**************************************************************
241  * Scheduling class statistics methods:
242  */
243
244 /*
245  * Calculate the preemption granularity needed to schedule every
246  * runnable task once per sysctl_sched_latency amount of time.
247  * (down to a sensible low limit on granularity)
248  *
249  * For example, if there are 2 tasks running and latency is 10 msecs,
250  * we switch tasks every 5 msecs. If we have 3 tasks running, we have
251  * to switch tasks every 3.33 msecs to get a 10 msecs observed latency
252  * for each task. We do finer and finer scheduling up to until we
253  * reach the minimum granularity value.
254  *
255  * To achieve this we use the following dynamic-granularity rule:
256  *
257  *    gran = lat/nr - lat/nr/nr
258  *
259  * This comes out of the following equations:
260  *
261  *    kA1 + gran = kB1
262  *    kB2 + gran = kA2
263  *    kA2 = kA1
264  *    kB2 = kB1 - d + d/nr
265  *    lat = d * nr
266  *
267  * Where 'k' is key, 'A' is task A (waiting), 'B' is task B (running),
268  * '1' is start of time, '2' is end of time, 'd' is delay between
269  * 1 and 2 (during which task B was running), 'nr' is number of tasks
270  * running, 'lat' is the the period of each task. ('lat' is the
271  * sched_latency that we aim for.)
272  */
273 static long
274 sched_granularity(struct cfs_rq *cfs_rq)
275 {
276         unsigned int gran = sysctl_sched_latency;
277         unsigned int nr = cfs_rq->nr_running;
278
279         if (nr > 1) {
280                 gran = gran/nr - gran/nr/nr;
281                 gran = max(gran, sysctl_sched_min_granularity);
282         }
283
284         return gran;
285 }
286
287 /*
288  * We rescale the rescheduling granularity of tasks according to their
289  * nice level, but only linearly, not exponentially:
290  */
291 static long
292 niced_granularity(struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
293 {
294         u64 tmp;
295
296         if (likely(curr->load.weight == NICE_0_LOAD))
297                 return granularity;
298         /*
299          * Positive nice levels get the same granularity as nice-0:
300          */
301         if (likely(curr->load.weight < NICE_0_LOAD)) {
302                 tmp = curr->load.weight * (u64)granularity;
303                 return (long) (tmp >> NICE_0_SHIFT);
304         }
305         /*
306          * Negative nice level tasks get linearly finer
307          * granularity:
308          */
309         tmp = curr->load.inv_weight * (u64)granularity;
310
311         /*
312          * It will always fit into 'long':
313          */
314         return (long) (tmp >> (WMULT_SHIFT-NICE_0_SHIFT));
315 }
316
317 static inline void
318 limit_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
319 {
320         long limit = sysctl_sched_runtime_limit;
321
322         /*
323          * Niced tasks have the same history dynamic range as
324          * non-niced tasks:
325          */
326         if (unlikely(se->wait_runtime > limit)) {
327                 se->wait_runtime = limit;
328                 schedstat_inc(se, wait_runtime_overruns);
329                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_overruns);
330         }
331         if (unlikely(se->wait_runtime < -limit)) {
332                 se->wait_runtime = -limit;
333                 schedstat_inc(se, wait_runtime_underruns);
334                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_underruns);
335         }
336 }
337
338 static inline void
339 __add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
340 {
341         se->wait_runtime += delta;
342         schedstat_add(se, sum_wait_runtime, delta);
343         limit_wait_runtime(cfs_rq, se);
344 }
345
346 static void
347 add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
348 {
349         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
350         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta);
351         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
352 }
353
354 /*
355  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
356  * are not in our scheduling class.
357  */
358 static inline void
359 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
360               unsigned long delta_exec)
361 {
362         unsigned long delta, delta_fair, delta_mine;
363         struct load_weight *lw = &cfs_rq->load;
364         unsigned long load = lw->weight;
365
366         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
367
368         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
369         cfs_rq->exec_clock += delta_exec;
370
371         if (unlikely(!load))
372                 return;
373
374         delta_fair = calc_delta_fair(delta_exec, lw);
375         delta_mine = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
376
377         if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_min_granularity) {
378                 delta = min((u64)delta_mine, cfs_rq->sleeper_bonus);
379                 delta = min(delta, (unsigned long)(
380                         (long)sysctl_sched_runtime_limit - curr->wait_runtime));
381                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
382                 delta_mine -= delta;
383         }
384
385         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
386         /*
387          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
388          * but we were only entitled to delta_mine amount of
389          * time during that period (if nr_running == 1 then
390          * the two values are equal)
391          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
392          */
393         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
394 }
395
396 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
397 {
398         struct sched_entity *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
399         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
400         unsigned long delta_exec;
401
402         if (unlikely(!curr))
403                 return;
404
405         /*
406          * Get the amount of time the current task was running
407          * since the last time we changed load (this cannot
408          * overflow on 32 bits):
409          */
410         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
411
412         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
413         curr->exec_start = now;
414 }
415
416 static inline void
417 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
418 {
419         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
420         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
421 }
422
423 /*
424  * We calculate fair deltas here, so protect against the random effects
425  * of a multiplication overflow by capping it to the runtime limit:
426  */
427 #if BITS_PER_LONG == 32
428 static inline unsigned long
429 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
430 {
431         u64 tmp = (u64)delta * weight >> shift;
432
433         if (unlikely(tmp > sysctl_sched_runtime_limit*2))
434                 return sysctl_sched_runtime_limit*2;
435         return tmp;
436 }
437 #else
438 static inline unsigned long
439 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
440 {
441         return delta * weight >> shift;
442 }
443 #endif
444
445 /*
446  * Task is being enqueued - update stats:
447  */
448 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
449 {
450         s64 key;
451
452         /*
453          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
454          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
455          */
456         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
457                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
458         /*
459          * Update the key:
460          */
461         key = cfs_rq->fair_clock;
462
463         /*
464          * Optimize the common nice 0 case:
465          */
466         if (likely(se->load.weight == NICE_0_LOAD)) {
467                 key -= se->wait_runtime;
468         } else {
469                 u64 tmp;
470
471                 if (se->wait_runtime < 0) {
472                         tmp = -se->wait_runtime;
473                         key += (tmp * se->load.inv_weight) >>
474                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
475                 } else {
476                         tmp = se->wait_runtime;
477                         key -= (tmp * se->load.inv_weight) >>
478                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
479                 }
480         }
481
482         se->fair_key = key;
483 }
484
485 /*
486  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
487  */
488 static inline void
489 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
490                         unsigned long delta_fair)
491 {
492         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
493                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
494
495         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
496                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
497                                                         NICE_0_SHIFT);
498
499         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
500 }
501
502 static void
503 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
504 {
505         unsigned long delta_fair;
506
507         if (unlikely(!se->wait_start_fair))
508                 return;
509
510         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
511                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
512
513         __update_stats_wait_end(cfs_rq, se, delta_fair);
514
515         se->wait_start_fair = 0;
516         schedstat_set(se->wait_start, 0);
517 }
518
519 static inline void
520 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
521 {
522         update_curr(cfs_rq);
523         /*
524          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
525          * waiting task:
526          */
527         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
528                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
529 }
530
531 /*
532  * We are picking a new current task - update its stats:
533  */
534 static inline void
535 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
536 {
537         /*
538          * We are starting a new run period:
539          */
540         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
541 }
542
543 /*
544  * We are descheduling a task - update its stats:
545  */
546 static inline void
547 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
548 {
549         se->exec_start = 0;
550 }
551
552 /**************************************************
553  * Scheduling class queueing methods:
554  */
555
556 static void __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
557                               unsigned long delta_fair)
558 {
559         unsigned long load = cfs_rq->load.weight;
560         long prev_runtime;
561
562         /*
563          * Do not boost sleepers if there's too much bonus 'in flight'
564          * already:
565          */
566         if (unlikely(cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_runtime_limit))
567                 return;
568
569         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
570                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
571
572         /*
573          * Fix up delta_fair with the effect of us running
574          * during the whole sleep period:
575          */
576         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
577                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
578                                                 load + se->load.weight);
579
580         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
581                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
582                                                         NICE_0_SHIFT);
583
584         prev_runtime = se->wait_runtime;
585         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
586         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
587
588         /*
589          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
590          */
591         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
592 }
593
594 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
595 {
596         struct task_struct *tsk = task_of(se);
597         unsigned long delta_fair;
598
599         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
600                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
601                 return;
602
603         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
604                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
605
606         __enqueue_sleeper(cfs_rq, se, delta_fair);
607
608         se->sleep_start_fair = 0;
609
610 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
611         if (se->sleep_start) {
612                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
613
614                 if ((s64)delta < 0)
615                         delta = 0;
616
617                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
618                         se->sleep_max = delta;
619
620                 se->sleep_start = 0;
621                 se->sum_sleep_runtime += delta;
622         }
623         if (se->block_start) {
624                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
625
626                 if ((s64)delta < 0)
627                         delta = 0;
628
629                 if (unlikely(delta > se->block_max))
630                         se->block_max = delta;
631
632                 se->block_start = 0;
633                 se->sum_sleep_runtime += delta;
634
635                 /*
636                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
637                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
638                  * time that the task spent sleeping:
639                  */
640                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
641                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
642                                      delta >> 20);
643                 }
644         }
645 #endif
646 }
647
648 static void
649 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
650 {
651         /*
652          * Update the fair clock.
653          */
654         update_curr(cfs_rq);
655
656         if (wakeup)
657                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
658
659         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
660         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
661 }
662
663 static void
664 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
665 {
666         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
667         if (sleep) {
668                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
669 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
670                 if (entity_is_task(se)) {
671                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
672
673                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
674                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
675                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
676                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
677                 }
678 #endif
679         }
680         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
681 }
682
683 /*
684  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
685  */
686 static void
687 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
688                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
689 {
690         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
691         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
692
693         /*
694          * ideal_runtime is compared against sum_exec_runtime, which is
695          * walltime, hence do not scale.
696          */
697         ideal_runtime = max(sysctl_sched_latency / cfs_rq->nr_running,
698                         (unsigned long)sysctl_sched_min_granularity);
699
700         /*
701          * If we executed more than what the latency constraint suggests,
702          * reduce the rescheduling granularity. This way the total latency
703          * of how much a task is not scheduled converges to
704          * sysctl_sched_latency:
705          */
706         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
707         if (delta_exec > ideal_runtime)
708                 granularity = 0;
709
710         /*
711          * Take scheduling granularity into account - do not
712          * preempt the current task unless the best task has
713          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
714          *
715          * scale granularity as key space is in fair_clock.
716          */
717         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
718                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
719 }
720
721 static inline void
722 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
723 {
724         /*
725          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
726          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
727          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
728          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
729          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
730          */
731         update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
732         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
733         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
734 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
735         /*
736          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
737          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
738          * when there are only lesser-weight tasks around):
739          */
740         if (rq_of(cfs_rq)->ls.load.weight >= 2*se->load.weight) {
741                 se->slice_max = max(se->slice_max,
742                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
743         }
744 #endif
745         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
746 }
747
748 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
749 {
750         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
751
752         set_next_entity(cfs_rq, se);
753
754         return se;
755 }
756
757 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
758 {
759         /*
760          * If still on the runqueue then deactivate_task()
761          * was not called and update_curr() has to be done:
762          */
763         if (prev->on_rq)
764                 update_curr(cfs_rq);
765
766         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
767
768         if (prev->on_rq)
769                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
770         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
771 }
772
773 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
774 {
775         struct sched_entity *next;
776
777         /*
778          * Dequeue and enqueue the task to update its
779          * position within the tree:
780          */
781         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
782         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
783
784         /*
785          * Reschedule if another task tops the current one.
786          */
787         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
788         if (next == curr)
789                 return;
790
791         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr,
792                         sched_granularity(cfs_rq));
793 }
794
795 /**************************************************
796  * CFS operations on tasks:
797  */
798
799 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
800
801 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
802 #define for_each_sched_entity(se) \
803                 for (; se; se = se->parent)
804
805 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
806 {
807         return p->se.cfs_rq;
808 }
809
810 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
811 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
812 {
813         return se->cfs_rq;
814 }
815
816 /* runqueue "owned" by this group */
817 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
818 {
819         return grp->my_q;
820 }
821
822 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
823  * another cpu ('this_cpu')
824  */
825 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
826 {
827         /* A later patch will take group into account */
828         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
829 }
830
831 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
832 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
833         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
834
835 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
836 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
837 {
838         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
839                 return 1;
840
841         return 0;
842 }
843
844 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
845
846 #define for_each_sched_entity(se) \
847                 for (; se; se = NULL)
848
849 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
850 {
851         return &task_rq(p)->cfs;
852 }
853
854 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
855 {
856         struct task_struct *p = task_of(se);
857         struct rq *rq = task_rq(p);
858
859         return &rq->cfs;
860 }
861
862 /* runqueue "owned" by this group */
863 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
864 {
865         return NULL;
866 }
867
868 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
869 {
870         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
871 }
872
873 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
874                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
875
876 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
877 {
878         return 1;
879 }
880
881 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
882
883 /*
884  * The enqueue_task method is called before nr_running is
885  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
886  * then put the task into the rbtree:
887  */
888 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
889 {
890         struct cfs_rq *cfs_rq;
891         struct sched_entity *se = &p->se;
892
893         for_each_sched_entity(se) {
894                 if (se->on_rq)
895                         break;
896                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
897                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
898         }
899 }
900
901 /*
902  * The dequeue_task method is called before nr_running is
903  * decreased. We remove the task from the rbtree and
904  * update the fair scheduling stats:
905  */
906 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
907 {
908         struct cfs_rq *cfs_rq;
909         struct sched_entity *se = &p->se;
910
911         for_each_sched_entity(se) {
912                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
913                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
914                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
915                 if (cfs_rq->load.weight)
916                         break;
917         }
918 }
919
920 /*
921  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
922  *
923  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
924  */
925 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
926 {
927         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
928         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
929         struct sched_entity *rightmost, *se = &p->se;
930         struct rb_node *parent;
931
932         /*
933          * Are we the only task in the tree?
934          */
935         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
936                 return;
937
938         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
939                 __update_rq_clock(rq);
940                 /*
941                  * Dequeue and enqueue the task to update its
942                  * position within the tree:
943                  */
944                 dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
945                 enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
946
947                 return;
948         }
949         /*
950          * Find the rightmost entry in the rbtree:
951          */
952         do {
953                 parent = *link;
954                 link = &parent->rb_right;
955         } while (*link);
956
957         rightmost = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
958         /*
959          * Already in the rightmost position?
960          */
961         if (unlikely(rightmost == se))
962                 return;
963
964         /*
965          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
966          */
967         se->fair_key = rightmost->fair_key + 1;
968
969         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
970                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
971         /*
972          * Relink the task to the rightmost position:
973          */
974         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
975         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
976         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
977 }
978
979 /*
980  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
981  */
982 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
983 {
984         struct task_struct *curr = rq->curr;
985         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
986         unsigned long gran;
987
988         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
989                 update_rq_clock(rq);
990                 update_curr(cfs_rq);
991                 resched_task(curr);
992                 return;
993         }
994
995         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
996         /*
997          * Batch tasks prefer throughput over latency:
998          */
999         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
1000                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
1001
1002         if (is_same_group(curr, p))
1003                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
1004 }
1005
1006 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1007 {
1008         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1009         struct sched_entity *se;
1010
1011         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
1012                 return NULL;
1013
1014         do {
1015                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1016                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1017         } while (cfs_rq);
1018
1019         return task_of(se);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Account for a descheduled task:
1024  */
1025 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1026 {
1027         struct sched_entity *se = &prev->se;
1028         struct cfs_rq *cfs_rq;
1029
1030         for_each_sched_entity(se) {
1031                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1032                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1033         }
1034 }
1035
1036 /**************************************************
1037  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1038  */
1039
1040 /*
1041  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
1042  * during the whole iteration, the current task might be
1043  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
1044  * achieve that by always pre-iterating before returning
1045  * the current task:
1046  */
1047 static inline struct task_struct *
1048 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
1049 {
1050         struct task_struct *p;
1051
1052         if (!curr)
1053                 return NULL;
1054
1055         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
1056         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
1057
1058         return p;
1059 }
1060
1061 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
1062 {
1063         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1064
1065         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
1066 }
1067
1068 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
1069 {
1070         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1071
1072         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
1073 }
1074
1075 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1076 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
1077 {
1078         struct sched_entity *curr;
1079         struct task_struct *p;
1080
1081         if (!cfs_rq->nr_running)
1082                 return MAX_PRIO;
1083
1084         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
1085         p = task_of(curr);
1086
1087         return p->prio;
1088 }
1089 #endif
1090
1091 static unsigned long
1092 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1093                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
1094                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1095                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1096 {
1097         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1098         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
1099         long rem_load_move = max_load_move;
1100         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1101
1102         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1103         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1104
1105         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1106 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1107                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
1108                 long imbalance;
1109                 unsigned long maxload;
1110
1111                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
1112
1113                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
1114                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
1115                 if (imbalance <= 0)
1116                         continue;
1117
1118                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
1119                 imbalance /= 2;
1120                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
1121
1122                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
1123 #else
1124 # define maxload rem_load_move
1125 #endif
1126                 /* pass busy_cfs_rq argument into
1127                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1128                  */
1129                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1130                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1131                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
1132                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
1133
1134                 total_nr_moved += nr_moved;
1135                 max_nr_move -= nr_moved;
1136                 rem_load_move -= load_moved;
1137
1138                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
1139                         break;
1140         }
1141
1142         return max_load_move - rem_load_move;
1143 }
1144
1145 /*
1146  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1147  */
1148 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1149 {
1150         struct cfs_rq *cfs_rq;
1151         struct sched_entity *se = &curr->se;
1152
1153         for_each_sched_entity(se) {
1154                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1155                 entity_tick(cfs_rq, se);
1156         }
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1161  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1162  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1163  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1164  * the child is not running yet.
1165  */
1166 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1167 {
1168         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1169         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
1170
1171         sched_info_queued(p);
1172
1173         update_curr(cfs_rq);
1174         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1175         /*
1176          * Child runs first: we let it run before the parent
1177          * until it reschedules once. We set up the key so that
1178          * it will preempt the parent:
1179          */
1180         se->fair_key = curr->fair_key -
1181                 niced_granularity(curr, sched_granularity(cfs_rq)) - 1;
1182         /*
1183          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1184          * so do not credit it with that waiting time yet:
1185          */
1186         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1187                 se->wait_start_fair = 0;
1188
1189         /*
1190          * The statistical average of wait_runtime is about
1191          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1192          */
1193         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1194                 se->wait_runtime = -(sched_granularity(cfs_rq) / 2);
1195
1196         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1197         resched_task(rq->curr);
1198 }
1199
1200 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1201 /* Account for a task changing its policy or group.
1202  *
1203  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1204  * migrates between groups/classes.
1205  */
1206 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1207 {
1208         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1209
1210         for_each_sched_entity(se)
1211                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1212 }
1213 #else
1214 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1215 {
1216 }
1217 #endif
1218
1219 /*
1220  * All the scheduling class methods:
1221  */
1222 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1223         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1224         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1225         .yield_task             = yield_task_fair,
1226
1227         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1228
1229         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1230         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1231
1232         .load_balance           = load_balance_fair,
1233
1234         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1235         .task_tick              = task_tick_fair,
1236         .task_new               = task_new_fair,
1237 };
1238
1239 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1240 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1241 {
1242         struct cfs_rq *cfs_rq;
1243
1244         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1245                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1246 }
1247 #endif