kernel/sched_fair.c

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