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, 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  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
  30  *  run vmstat and monitor the context-switches field)
  31  *
  32  * On SMP systems the value of this is multiplied by the log2 of the
  33  * number of CPUs. (i.e. factor 2x on 2-way systems, 3x on 4-way
  34  * systems, 4x on 8-way systems, 5x on 16-way systems, etc.)
  35  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
  36  */
  37 const_debug unsigned int sysctl_sched_latency = 20000000ULL;
  38
  39 /*
  40  * After fork, child runs first. (default) If set to 0 then
  41  * parent will (try to) run first.
  42  */
  43 const_debug unsigned int sysctl_sched_child_runs_first = 1;
  44
  45 /*
  46  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
  47  * (default: 2 msec, units: nanoseconds)
  48  */
  49 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_latency = 20;
  50
  51 /*
  52  * sys_sched_yield() compat mode
  53  *
  54  * This option switches the agressive yield implementation of the
  55  * old scheduler back on.
  56  */
  57 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
  58
  59 /*
  60  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
  61  * (default: 10 msec, units: nanoseconds)
  62  *
  63  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  64  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  65  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  66  */
  67 const_debug unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity = 10000000UL;
  68
  69 /*
  70  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
  71  * (default: 10 msec, units: nanoseconds)
  72  *
  73  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  74  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  75  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  76  */
  77 const_debug unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 10000000UL;
  78
  79 /**************************************************************
  80  * CFS operations on generic schedulable entities:
  81  */
  82
  83 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
  84
  85 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
  86 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
  87 {
  88         return cfs_rq->rq;
  89 }
  90
  91 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
  92 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
  93
  94 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
  95
  96 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
  97 {
  98         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
  99 }
 100
 101 #define entity_is_task(se)      1
 102
 103 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 104
 105 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
 106 {
 107         return container_of(se, struct task_struct, se);
 108 }
 109
 110
 111 /**************************************************************
 112  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
 113  */
 114
 115 static inline u64
 116 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
 117 {
 118         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
 119         if (delta > 0)
 120                 min_vruntime = vruntime;
 121
 122         return min_vruntime;
 123 }
 124
 125 static inline u64
 126 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
 127 {
 128         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
 129         if (delta < 0)
 130                 min_vruntime = vruntime;
 131
 132         return min_vruntime;
 133 }
 134
 135 static inline s64
 136 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 137 {
 138         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
 139 }
 140
 141 /*
 142  * Enqueue an entity into the rb-tree:
 143  */
 144 static void
 145 __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 146 {
 147         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 148         struct rb_node *parent = NULL;
 149         struct sched_entity *entry;
 150         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
 151         int leftmost = 1;
 152
 153         /*
 154          * Find the right place in the rbtree:
 155          */
 156         while (*link) {
 157                 parent = *link;
 158                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 159                 /*
 160                  * We dont care about collisions. Nodes with
 161                  * the same key stay together.
 162                  */
 163                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
 164                         link = &parent->rb_left;
 165                 } else {
 166                         link = &parent->rb_right;
 167                         leftmost = 0;
 168                 }
 169         }
 170
 171         /*
 172          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
 173          * used):
 174          */
 175         if (leftmost)
 176                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
 177
 178         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 179         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 180 }
 181
 182 static void
 183 __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
 221 /*
 222  * The idea is to set a period in which each task runs once.
 223  *
 224  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
 225  * this period because otherwise the slices get too small.
 226  *
 227  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
 228  */
 229 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
 230 {
 231         u64 period = sysctl_sched_latency;
 232         unsigned long nr_latency = sysctl_sched_nr_latency;
 233
 234         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
 235                 period *= nr_running;
 236                 do_div(period, nr_latency);
 237         }
 238
 239         return period;
 240 }
 241
 242 /*
 243  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
 244  * proportional to the weight.
 245  *
 246  * s = p*w/rw
 247  */
 248 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 249 {
 250         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running);
 251
 252         slice *= se->load.weight;
 253         do_div(slice, cfs_rq->load.weight);
 254
 255         return slice;
 256 }
 257
 258 /*
 259  * We calculate the vruntime slice.
 260  *
 261  * vs = s/w = p/rw
 262  */
 263 static u64 __sched_vslice(unsigned long rq_weight, unsigned long nr_running)
 264 {
 265         u64 vslice = __sched_period(nr_running);
 266
 267         do_div(vslice, rq_weight);
 268
 269         return vslice;
 270 }
 271
 272 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq)
 273 {
 274         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight, cfs_rq->nr_running);
 275 }
 276
 277 static u64 sched_vslice_add(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 278 {
 279         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight + se->load.weight,
 280                         cfs_rq->nr_running + 1);
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
 285  * are not in our scheduling class.
 286  */
 287 static inline void
 288 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
 289               unsigned long delta_exec)
 290 {
 291         unsigned long delta_exec_weighted;
 292         u64 vruntime;
 293
 294         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
 295
 296         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
 297         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
 298         delta_exec_weighted = delta_exec;
 299         if (unlikely(curr->load.weight != NICE_0_LOAD)) {
 300                 delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec_weighted,
 301                                                         &curr->load);
 302         }
 303         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
 304
 305         /*
 306          * maintain cfs_rq->min_vruntime to be a monotonic increasing
 307          * value tracking the leftmost vruntime in the tree.
 308          */
 309         if (first_fair(cfs_rq)) {
 310                 vruntime = min_vruntime(curr->vruntime,
 311                                 __pick_next_entity(cfs_rq)->vruntime);
 312         } else
 313                 vruntime = curr->vruntime;
 314
 315         cfs_rq->min_vruntime =
 316                 max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
 317 }
 318
 319 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 320 {
 321         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
 322         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
 323         unsigned long delta_exec;
 324
 325         if (unlikely(!curr))
 326                 return;
 327
 328         /*
 329          * Get the amount of time the current task was running
 330          * since the last time we changed load (this cannot
 331          * overflow on 32 bits):
 332          */
 333         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
 334
 335         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
 336         curr->exec_start = now;
 337 }
 338
 339 static inline void
 340 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 341 {
 342         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
 343 }
 344
 345 /*
 346  * Task is being enqueued - update stats:
 347  */
 348 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 349 {
 350         /*
 351          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 352          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 353          */
 354         if (se != cfs_rq->curr)
 355                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
 356 }
 357
 358 static void
 359 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 360 {
 361         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
 362                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
 363         schedstat_set(se->wait_start, 0);
 364 }
 365
 366 static inline void
 367 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 368 {
 369         /*
 370          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 371          * waiting task:
 372          */
 373         if (se != cfs_rq->curr)
 374                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 375 }
 376
 377 /*
 378  * We are picking a new current task - update its stats:
 379  */
 380 static inline void
 381 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 382 {
 383         /*
 384          * We are starting a new run period:
 385          */
 386         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 387 }
 388
 389 /*
 390  * We are descheduling a task - update its stats:
 391  */
 392 static inline void
 393 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 394 {
 395         se->exec_start = 0;
 396 }
 397
 398 /**************************************************
 399  * Scheduling class queueing methods:
 400  */
 401
 402 static void
 403 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 404 {
 405         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 406         cfs_rq->nr_running++;
 407         se->on_rq = 1;
 408 }
 409
 410 static void
 411 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 412 {
 413         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 414         cfs_rq->nr_running--;
 415         se->on_rq = 0;
 416 }
 417
 418 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 419 {
 420 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 421         if (se->sleep_start) {
 422                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 423
 424                 if ((s64)delta < 0)
 425                         delta = 0;
 426
 427                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 428                         se->sleep_max = delta;
 429
 430                 se->sleep_start = 0;
 431                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 432         }
 433         if (se->block_start) {
 434                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 435
 436                 if ((s64)delta < 0)
 437                         delta = 0;
 438
 439                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 440                         se->block_max = delta;
 441
 442                 se->block_start = 0;
 443                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 444
 445                 /*
 446                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
 447                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
 448                  * time that the task spent sleeping:
 449                  */
 450                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
 451                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 452
 453                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
 454                                      delta >> 20);
 455                 }
 456         }
 457 #endif
 458 }
 459
 460 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 461 {
 462 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 463         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
 464
 465         if (d < 0)
 466                 d = -d;
 467
 468         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
 469                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
 470 #endif
 471 }
 472
 473 static void
 474 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
 475 {
 476         u64 vruntime;
 477
 478         vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
 479
 480         if (sched_feat(USE_TREE_AVG)) {
 481                 struct sched_entity *last = __pick_last_entity(cfs_rq);
 482                 if (last) {
 483                         vruntime += last->vruntime;
 484                         vruntime >>= 1;
 485                 }
 486         } else if (sched_feat(APPROX_AVG) && cfs_rq->nr_running)
 487                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq)/2;
 488
 489         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
 490                 vruntime += sched_vslice_add(cfs_rq, se);
 491
 492         if (!initial) {
 493                 if (sched_feat(NEW_FAIR_SLEEPERS))
 494                         vruntime -= sysctl_sched_latency;
 495
 496                 vruntime = max_t(s64, vruntime, se->vruntime);
 497         }
 498
 499         se->vruntime = vruntime;
 500
 501 }
 502
 503 static void
 504 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 505 {
 506         /*
 507          * Update run-time statistics of the 'current'.
 508          */
 509         update_curr(cfs_rq);
 510
 511         if (wakeup) {
 512                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
 513                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 514         }
 515
 516         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 517         check_spread(cfs_rq, se);
 518         if (se != cfs_rq->curr)
 519                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 520         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
 521 }
 522
 523 static void
 524 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 525 {
 526         /*
 527          * Update run-time statistics of the 'current'.
 528          */
 529         update_curr(cfs_rq);
 530
 531         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 532         if (sleep) {
 533 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 534                 if (entity_is_task(se)) {
 535                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 536
 537                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 538                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 539                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 540                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 541                 }
 542 #endif
 543         }
 544
 545         if (se != cfs_rq->curr)
 546                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 547         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
 548 }
 549
 550 /*
 551  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 552  */
 553 static void
 554 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 555 {
 556         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
 557
 558         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
 559         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
 560         if (delta_exec > ideal_runtime)
 561                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 562 }
 563
 564 static void
 565 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 566 {
 567         /* 'current' is not kept within the tree. */
 568         if (se->on_rq) {
 569                 /*
 570                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 571                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 572                  * runqueue.
 573                  */
 574                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 575                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 576         }
 577
 578         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 579         cfs_rq->curr = se;
 580 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 581         /*
 582          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
 583          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
 584          * when there are only lesser-weight tasks around):
 585          */
 586         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
 587                 se->slice_max = max(se->slice_max,
 588                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
 589         }
 590 #endif
 591         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
 592 }
 593
 594 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 595 {
 596         struct sched_entity *se = NULL;
 597
 598         if (first_fair(cfs_rq)) {
 599                 se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 600                 set_next_entity(cfs_rq, se);
 601         }
 602
 603         return se;
 604 }
 605
 606 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 607 {
 608         /*
 609          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 610          * was not called and update_curr() has to be done:
 611          */
 612         if (prev->on_rq)
 613                 update_curr(cfs_rq);
 614
 615         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
 616
 617         check_spread(cfs_rq, prev);
 618         if (prev->on_rq) {
 619                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 620                 /* Put 'current' back into the tree. */
 621                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
 622         }
 623         cfs_rq->curr = NULL;
 624 }
 625
 626 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 627 {
 628         /*
 629          * Update run-time statistics of the 'current'.
 630          */
 631         update_curr(cfs_rq);
 632
 633         if (cfs_rq->nr_running > 1)
 634                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
 635 }
 636
 637 /**************************************************
 638  * CFS operations on tasks:
 639  */
 640
 641 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 642
 643 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 644 #define for_each_sched_entity(se) \
 645                 for (; se; se = se->parent)
 646
 647 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 648 {
 649         return p->se.cfs_rq;
 650 }
 651
 652 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 653 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 654 {
 655         return se->cfs_rq;
 656 }
 657
 658 /* runqueue "owned" by this group */
 659 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 660 {
 661         return grp->my_q;
 662 }
 663
 664 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 665  * another cpu ('this_cpu')
 666  */
 667 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 668 {
 669         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
 670 }
 671
 672 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 673 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 674         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 675
 676 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
 677 static inline int
 678 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 679 {
 680         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
 681                 return 1;
 682
 683         return 0;
 684 }
 685
 686 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 687 {
 688         return se->parent;
 689 }
 690
 691 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 692
 693 #define for_each_sched_entity(se) \
 694                 for (; se; se = NULL)
 695
 696 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 697 {
 698         return &task_rq(p)->cfs;
 699 }
 700
 701 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 702 {
 703         struct task_struct *p = task_of(se);
 704         struct rq *rq = task_rq(p);
 705
 706         return &rq->cfs;
 707 }
 708
 709 /* runqueue "owned" by this group */
 710 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 711 {
 712         return NULL;
 713 }
 714
 715 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 716 {
 717         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 718 }
 719
 720 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 721                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 722
 723 static inline int
 724 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 725 {
 726         return 1;
 727 }
 728
 729 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 730 {
 731         return NULL;
 732 }
 733
 734 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 735
 736 /*
 737  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 738  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 739  * then put the task into the rbtree:
 740  */
 741 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 742 {
 743         struct cfs_rq *cfs_rq;
 744         struct sched_entity *se = &p->se;
 745
 746         for_each_sched_entity(se) {
 747                 if (se->on_rq)
 748                         break;
 749                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 750                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 751                 wakeup = 1;
 752         }
 753 }
 754
 755 /*
 756  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 757  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 758  * update the fair scheduling stats:
 759  */
 760 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 761 {
 762         struct cfs_rq *cfs_rq;
 763         struct sched_entity *se = &p->se;
 764
 765         for_each_sched_entity(se) {
 766                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 767                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 768                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 769                 if (cfs_rq->load.weight)
 770                         break;
 771                 sleep = 1;
 772         }
 773 }
 774
 775 /*
 776  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
 777  *
 778  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
 779  */
 780 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
 781 {
 782         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(rq->curr);
 783         struct sched_entity *rightmost, *se = &rq->curr->se;
 784
 785         /*
 786          * Are we the only task in the tree?
 787          */
 788         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
 789                 return;
 790
 791         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
 792                 __update_rq_clock(rq);
 793                 /*
 794                  * Update run-time statistics of the 'current'.
 795                  */
 796                 update_curr(cfs_rq);
 797
 798                 return;
 799         }
 800         /*
 801          * Find the rightmost entry in the rbtree:
 802          */
 803         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
 804         /*
 805          * Already in the rightmost position?
 806          */
 807         if (unlikely(rightmost->vruntime < se->vruntime))
 808                 return;
 809
 810         /*
 811          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
 812          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
 813          * 'current' within the tree based on its new key value.
 814          */
 815         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
 816 }
 817
 818 /*
 819  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 820  */
 821 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 822 {
 823         struct task_struct *curr = rq->curr;
 824         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 825         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
 826         s64 delta;
 827
 828         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 829                 update_rq_clock(rq);
 830                 update_curr(cfs_rq);
 831                 resched_task(curr);
 832                 return;
 833         }
 834
 835         while (!is_same_group(se, pse)) {
 836                 se = parent_entity(se);
 837                 pse = parent_entity(pse);
 838         }
 839
 840         delta = se->vruntime - pse->vruntime;
 841
 842         if (delta > (s64)sysctl_sched_wakeup_granularity)
 843                 resched_task(curr);
 844 }
 845
 846 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
 847 {
 848         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 849         struct sched_entity *se;
 850
 851         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 852                 return NULL;
 853
 854         do {
 855                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
 856                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 857         } while (cfs_rq);
 858
 859         return task_of(se);
 860 }
 861
 862 /*
 863  * Account for a descheduled task:
 864  */
 865 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 866 {
 867         struct sched_entity *se = &prev->se;
 868         struct cfs_rq *cfs_rq;
 869
 870         for_each_sched_entity(se) {
 871                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 872                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
 873         }
 874 }
 875
 876 /**************************************************
 877  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 878  */
 879
 880 /*
 881  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 882  * during the whole iteration, the current task might be
 883  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 884  * achieve that by always pre-iterating before returning
 885  * the current task:
 886  */
 887 static struct task_struct *
 888 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 889 {
 890         struct task_struct *p;
 891
 892         if (!curr)
 893                 return NULL;
 894
 895         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 896         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 897
 898         return p;
 899 }
 900
 901 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 902 {
 903         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 904
 905         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 906 }
 907
 908 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 909 {
 910         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 911
 912         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 913 }
 914
 915 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 916 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
 917 {
 918         struct sched_entity *curr;
 919         struct task_struct *p;
 920
 921         if (!cfs_rq->nr_running)
 922                 return MAX_PRIO;
 923
 924         curr = cfs_rq->curr;
 925         if (!curr)
 926                 curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
 927
 928         p = task_of(curr);
 929
 930         return p->prio;
 931 }
 932 #endif
 933
 934 static unsigned long
 935 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 936                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
 937                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 938                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
 939 {
 940         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 941         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
 942         long rem_load_move = max_load_move;
 943         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 944
 945         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 946         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 947
 948         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 949 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 950                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
 951                 long imbalance;
 952                 unsigned long maxload;
 953
 954                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
 955
 956                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
 957                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
 958                 if (imbalance <= 0)
 959                         continue;
 960
 961                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
 962                 imbalance /= 2;
 963                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
 964
 965                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
 966 #else
 967 # define maxload rem_load_move
 968 #endif
 969                 /* pass busy_cfs_rq argument into
 970                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
 971                  */
 972                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
 973                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
 974                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
 975                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
 976
 977                 total_nr_moved += nr_moved;
 978                 max_nr_move -= nr_moved;
 979                 rem_load_move -= load_moved;
 980
 981                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
 982                         break;
 983         }
 984
 985         return max_load_move - rem_load_move;
 986 }
 987
 988 /*
 989  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
 990  */
 991 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
 992 {
 993         struct cfs_rq *cfs_rq;
 994         struct sched_entity *se = &curr->se;
 995
 996         for_each_sched_entity(se) {
 997                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 998                 entity_tick(cfs_rq, se);
 999         }
1000 }
1001
1002 #define swap(a,b) do { typeof(a) tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp; } while (0)
1003
1004 /*
1005  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1006  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1007  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1008  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1009  * the child is not running yet.
1010  */
1011 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1012 {
1013         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1014         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
1015
1016         sched_info_queued(p);
1017
1018         update_curr(cfs_rq);
1019         place_entity(cfs_rq, se, 1);
1020
1021         if (sysctl_sched_child_runs_first &&
1022                         curr->vruntime < se->vruntime) {
1023                 /*
1024                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1025                  * 'current' within the tree based on its new key value.
1026                  */
1027                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
1028         }
1029
1030         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1031         check_spread(cfs_rq, se);
1032         check_spread(cfs_rq, curr);
1033         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1034         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1035         resched_task(rq->curr);
1036 }
1037
1038 /* Account for a task changing its policy or group.
1039  *
1040  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1041  * migrates between groups/classes.
1042  */
1043 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1044 {
1045         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1046
1047         for_each_sched_entity(se)
1048                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1049 }
1050
1051 /*
1052  * All the scheduling class methods:
1053  */
1054 static const struct sched_class fair_sched_class = {
1055         .next                   = &idle_sched_class,
1056         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1057         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1058         .yield_task             = yield_task_fair,
1059
1060         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
1061
1062         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1063         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1064
1065         .load_balance           = load_balance_fair,
1066
1067         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1068         .task_tick              = task_tick_fair,
1069         .task_new               = task_new_fair,
1070 };
1071
1072 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1073 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1074 {
1075         struct cfs_rq *cfs_rq;
1076
1077 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1078         print_cfs_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->cfs);
1079 #endif
1080         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1081                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1082 }
1083 #endif