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
  20 /*
  21  * Preemption granularity:
  22  * (default: 2 msec, units: nanoseconds)
  23  *
  24  * NOTE: this granularity value is not the same as the concept of
  25  * 'timeslice length' - timeslices in CFS will typically be somewhat
  26  * larger than this value. (to see the precise effective timeslice
  27  * length of your workload, run vmstat and monitor the context-switches
  28  * field)
  29  *
  30  * On SMP systems the value of this is multiplied by the log2 of the
  31  * number of CPUs. (i.e. factor 2x on 2-way systems, 3x on 4-way
  32  * systems, 4x on 8-way systems, 5x on 16-way systems, etc.)
  33  */
  34 unsigned int sysctl_sched_granularity __read_mostly = 2000000000ULL/HZ;
  35
  36 /*
  37  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
  38  * (default: 10 msec, units: nanoseconds)
  39  *
  40  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  41  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  42  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  43  */
  44 unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity __read_mostly =
  45                                                         10000000000ULL/HZ;
  46
  47 /*
  48  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
  49  * (default: 1 msec, units: nanoseconds)
  50  *
  51  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  52  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  53  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  54  */
  55 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity __read_mostly = 1000000000ULL/HZ;
  56
  57 unsigned int sysctl_sched_stat_granularity __read_mostly;
  58
  59 /*
  60  * Initialized in sched_init_granularity():
  61  */
  62 unsigned int sysctl_sched_runtime_limit __read_mostly;
  63
  64 /*
  65  * Debugging: various feature bits
  66  */
  67 enum {
  68         SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        = 1,
  69         SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          = 2,
  70         SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     = 4,
  71         SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     = 8,
  72         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 16,
  73         SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         = 32,
  74 };
  75
  76 unsigned int sysctl_sched_features __read_mostly =
  77                 SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        *1 |
  78                 SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          *1 |
  79                 SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     *1 |
  80                 SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     *1 |
  81                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          *1 |
  82                 SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         *0;
  83
  84 extern struct sched_class fair_sched_class;
  85
  86 /**************************************************************
  87  * CFS operations on generic schedulable entities:
  88  */
  89
  90 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
  91
  92 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
  93 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
  94 {
  95         return cfs_rq->rq;
  96 }
  97
  98 /* currently running entity (if any) on this cfs_rq */
  99 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 100 {
 101         return cfs_rq->curr;
 102 }
 103
 104 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
 105 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
 106
 107 static inline void
 108 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 109 {
 110         cfs_rq->curr = se;
 111 }
 112
 113 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 114
 115 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 116 {
 117         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
 118 }
 119
 120 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 121 {
 122         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
 123
 124         if (unlikely(rq->curr->sched_class != &fair_sched_class))
 125                 return NULL;
 126
 127         return &rq->curr->se;
 128 }
 129
 130 #define entity_is_task(se)      1
 131
 132 static inline void
 133 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
 134
 135 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 136
 137 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
 138 {
 139         return container_of(se, struct task_struct, se);
 140 }
 141
 142
 143 /**************************************************************
 144  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
 145  */
 146
 147 /*
 148  * Enqueue an entity into the rb-tree:
 149  */
 150 static inline void
 151 __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 152 {
 153         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 154         struct rb_node *parent = NULL;
 155         struct sched_entity *entry;
 156         s64 key = se->fair_key;
 157         int leftmost = 1;
 158
 159         /*
 160          * Find the right place in the rbtree:
 161          */
 162         while (*link) {
 163                 parent = *link;
 164                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 165                 /*
 166                  * We dont care about collisions. Nodes with
 167                  * the same key stay together.
 168                  */
 169                 if (key - entry->fair_key < 0) {
 170                         link = &parent->rb_left;
 171                 } else {
 172                         link = &parent->rb_right;
 173                         leftmost = 0;
 174                 }
 175         }
 176
 177         /*
 178          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
 179          * used):
 180          */
 181         if (leftmost)
 182                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
 183
 184         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 185         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 186         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 187         cfs_rq->nr_running++;
 188         se->on_rq = 1;
 189 }
 190
 191 static inline void
 192 __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 193 {
 194         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
 195                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
 196         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 197         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 198         cfs_rq->nr_running--;
 199         se->on_rq = 0;
 200 }
 201
 202 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
 203 {
 204         return cfs_rq->rb_leftmost;
 205 }
 206
 207 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 208 {
 209         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
 210 }
 211
 212 /**************************************************************
 213  * Scheduling class statistics methods:
 214  */
 215
 216 /*
 217  * We rescale the rescheduling granularity of tasks according to their
 218  * nice level, but only linearly, not exponentially:
 219  */
 220 static long
 221 niced_granularity(struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 222 {
 223         u64 tmp;
 224
 225         /*
 226          * Negative nice levels get the same granularity as nice-0:
 227          */
 228         if (likely(curr->load.weight >= NICE_0_LOAD))
 229                 return granularity;
 230         /*
 231          * Positive nice level tasks get linearly finer
 232          * granularity:
 233          */
 234         tmp = curr->load.weight * (u64)granularity;
 235
 236         /*
 237          * It will always fit into 'long':
 238          */
 239         return (long) (tmp >> NICE_0_SHIFT);
 240 }
 241
 242 static inline void
 243 limit_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 244 {
 245         long limit = sysctl_sched_runtime_limit;
 246
 247         /*
 248          * Niced tasks have the same history dynamic range as
 249          * non-niced tasks:
 250          */
 251         if (unlikely(se->wait_runtime > limit)) {
 252                 se->wait_runtime = limit;
 253                 schedstat_inc(se, wait_runtime_overruns);
 254                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_overruns);
 255         }
 256         if (unlikely(se->wait_runtime < -limit)) {
 257                 se->wait_runtime = -limit;
 258                 schedstat_inc(se, wait_runtime_underruns);
 259                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_underruns);
 260         }
 261 }
 262
 263 static inline void
 264 __add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
 265 {
 266         se->wait_runtime += delta;
 267         schedstat_add(se, sum_wait_runtime, delta);
 268         limit_wait_runtime(cfs_rq, se);
 269 }
 270
 271 static void
 272 add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
 273 {
 274         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
 275         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta);
 276         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 277 }
 278
 279 /*
 280  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
 281  * are not in our scheduling class.
 282  */
 283 static inline void
 284 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, u64 now)
 285 {
 286         unsigned long delta, delta_exec, delta_fair, delta_mine;
 287         struct load_weight *lw = &cfs_rq->load;
 288         unsigned long load = lw->weight;
 289
 290         if (unlikely(!load))
 291                 return;
 292
 293         delta_exec = curr->delta_exec;
 294         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
 295
 296         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
 297         cfs_rq->exec_clock += delta_exec;
 298
 299         delta_fair = calc_delta_fair(delta_exec, lw);
 300         delta_mine = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
 301
 302         if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_granularity) {
 303                 delta = calc_delta_mine(cfs_rq->sleeper_bonus,
 304                                         curr->load.weight, lw);
 305                 if (unlikely(delta > cfs_rq->sleeper_bonus))
 306                         delta = cfs_rq->sleeper_bonus;
 307
 308                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
 309                 delta_mine -= delta;
 310         }
 311
 312         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
 313         /*
 314          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
 315          * but we were only entitled to delta_mine amount of
 316          * time during that period (if nr_running == 1 then
 317          * the two values are equal)
 318          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
 319          */
 320         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
 321 }
 322
 323 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 now)
 324 {
 325         struct sched_entity *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
 326         unsigned long delta_exec;
 327
 328         if (unlikely(!curr))
 329                 return;
 330
 331         /*
 332          * Get the amount of time the current task was running
 333          * since the last time we changed load (this cannot
 334          * overflow on 32 bits):
 335          */
 336         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
 337
 338         curr->delta_exec += delta_exec;
 339
 340         if (unlikely(curr->delta_exec > sysctl_sched_stat_granularity)) {
 341                 __update_curr(cfs_rq, curr, now);
 342                 curr->delta_exec = 0;
 343         }
 344         curr->exec_start = now;
 345 }
 346
 347 static inline void
 348 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 349 {
 350         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 351         schedstat_set(se->wait_start, now);
 352 }
 353
 354 /*
 355  * We calculate fair deltas here, so protect against the random effects
 356  * of a multiplication overflow by capping it to the runtime limit:
 357  */
 358 #if BITS_PER_LONG == 32
 359 static inline unsigned long
 360 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 361 {
 362         u64 tmp = (u64)delta * weight >> shift;
 363
 364         if (unlikely(tmp > sysctl_sched_runtime_limit*2))
 365                 return sysctl_sched_runtime_limit*2;
 366         return tmp;
 367 }
 368 #else
 369 static inline unsigned long
 370 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
 371 {
 372         return delta * weight >> shift;
 373 }
 374 #endif
 375
 376 /*
 377  * Task is being enqueued - update stats:
 378  */
 379 static void
 380 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 381 {
 382         s64 key;
 383
 384         /*
 385          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 386          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 387          */
 388         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 389                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se, now);
 390         /*
 391          * Update the key:
 392          */
 393         key = cfs_rq->fair_clock;
 394
 395         /*
 396          * Optimize the common nice 0 case:
 397          */
 398         if (likely(se->load.weight == NICE_0_LOAD)) {
 399                 key -= se->wait_runtime;
 400         } else {
 401                 u64 tmp;
 402
 403                 if (se->wait_runtime < 0) {
 404                         tmp = -se->wait_runtime;
 405                         key += (tmp * se->load.inv_weight) >>
 406                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
 407                 } else {
 408                         tmp = se->wait_runtime;
 409                         key -= (tmp * se->load.weight) >> NICE_0_SHIFT;
 410                 }
 411         }
 412
 413         se->fair_key = key;
 414 }
 415
 416 /*
 417  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
 418  */
 419 static inline void
 420 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 421 {
 422         unsigned long delta_fair = se->delta_fair_run;
 423
 424         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max, now - se->wait_start));
 425
 426         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 427                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 428                                                         NICE_0_SHIFT);
 429
 430         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 431 }
 432
 433 static void
 434 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 435 {
 436         unsigned long delta_fair;
 437
 438         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 439                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
 440
 441         se->delta_fair_run += delta_fair;
 442         if (unlikely(abs(se->delta_fair_run) >=
 443                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 444                 __update_stats_wait_end(cfs_rq, se, now);
 445                 se->delta_fair_run = 0;
 446         }
 447
 448         se->wait_start_fair = 0;
 449         schedstat_set(se->wait_start, 0);
 450 }
 451
 452 static inline void
 453 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 454 {
 455         update_curr(cfs_rq, now);
 456         /*
 457          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 458          * waiting task:
 459          */
 460         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
 461                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se, now);
 462 }
 463
 464 /*
 465  * We are picking a new current task - update its stats:
 466  */
 467 static inline void
 468 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 469 {
 470         /*
 471          * We are starting a new run period:
 472          */
 473         se->exec_start = now;
 474 }
 475
 476 /*
 477  * We are descheduling a task - update its stats:
 478  */
 479 static inline void
 480 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 481 {
 482         se->exec_start = 0;
 483 }
 484
 485 /**************************************************
 486  * Scheduling class queueing methods:
 487  */
 488
 489 static void
 490 __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 491 {
 492         unsigned long load = cfs_rq->load.weight, delta_fair;
 493         long prev_runtime;
 494
 495         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
 496                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
 497
 498         delta_fair = se->delta_fair_sleep;
 499
 500         /*
 501          * Fix up delta_fair with the effect of us running
 502          * during the whole sleep period:
 503          */
 504         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
 505                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
 506                                                 load + se->load.weight);
 507
 508         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 509                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
 510                                                         NICE_0_SHIFT);
 511
 512         prev_runtime = se->wait_runtime;
 513         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
 514         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
 515
 516         /*
 517          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
 518          */
 519         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
 520
 521         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
 522 }
 523
 524 static void
 525 enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 526 {
 527         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 528         unsigned long delta_fair;
 529
 530         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
 531                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
 532                 return;
 533
 534         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
 535                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
 536
 537         se->delta_fair_sleep += delta_fair;
 538         if (unlikely(abs(se->delta_fair_sleep) >=
 539                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
 540                 __enqueue_sleeper(cfs_rq, se, now);
 541                 se->delta_fair_sleep = 0;
 542         }
 543
 544         se->sleep_start_fair = 0;
 545
 546 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 547         if (se->sleep_start) {
 548                 u64 delta = now - se->sleep_start;
 549
 550                 if ((s64)delta < 0)
 551                         delta = 0;
 552
 553                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 554                         se->sleep_max = delta;
 555
 556                 se->sleep_start = 0;
 557                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 558         }
 559         if (se->block_start) {
 560                 u64 delta = now - se->block_start;
 561
 562                 if ((s64)delta < 0)
 563                         delta = 0;
 564
 565                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 566                         se->block_max = delta;
 567
 568                 se->block_start = 0;
 569                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 570         }
 571 #endif
 572 }
 573
 574 static void
 575 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 576                int wakeup, u64 now)
 577 {
 578         /*
 579          * Update the fair clock.
 580          */
 581         update_curr(cfs_rq, now);
 582
 583         if (wakeup)
 584                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se, now);
 585
 586         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, now);
 587         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 588 }
 589
 590 static void
 591 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 592                int sleep, u64 now)
 593 {
 594         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, now);
 595         if (sleep) {
 596                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
 597 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 598                 if (entity_is_task(se)) {
 599                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 600
 601                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 602                                 se->sleep_start = now;
 603                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 604                                 se->block_start = now;
 605                 }
 606                 cfs_rq->wait_runtime -= se->wait_runtime;
 607 #endif
 608         }
 609         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 610 }
 611
 612 /*
 613  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 614  */
 615 static void
 616 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
 617                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
 618 {
 619         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
 620
 621         /*
 622          * Take scheduling granularity into account - do not
 623          * preempt the current task unless the best task has
 624          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
 625          */
 626         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
 627                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 628 }
 629
 630 static inline void
 631 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
 632 {
 633         /*
 634          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 635          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 636          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
 637          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
 638          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
 639          */
 640         update_stats_wait_end(cfs_rq, se, now);
 641         update_stats_curr_start(cfs_rq, se, now);
 642         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
 643 }
 644
 645 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 now)
 646 {
 647         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 648
 649         set_next_entity(cfs_rq, se, now);
 650
 651         return se;
 652 }
 653
 654 static void
 655 put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev, u64 now)
 656 {
 657         /*
 658          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 659          * was not called and update_curr() has to be done:
 660          */
 661         if (prev->on_rq)
 662                 update_curr(cfs_rq, now);
 663
 664         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev, now);
 665
 666         if (prev->on_rq)
 667                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev, now);
 668         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
 669 }
 670
 671 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 672 {
 673         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
 674         struct sched_entity *next;
 675         u64 now = __rq_clock(rq);
 676
 677         /*
 678          * Dequeue and enqueue the task to update its
 679          * position within the tree:
 680          */
 681         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0, now);
 682         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0, now);
 683
 684         /*
 685          * Reschedule if another task tops the current one.
 686          */
 687         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
 688         if (next == curr)
 689                 return;
 690
 691         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr, sysctl_sched_granularity);
 692 }
 693
 694 /**************************************************
 695  * CFS operations on tasks:
 696  */
 697
 698 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 699
 700 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 701 #define for_each_sched_entity(se) \
 702                 for (; se; se = se->parent)
 703
 704 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 705 {
 706         return p->se.cfs_rq;
 707 }
 708
 709 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 710 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 711 {
 712         return se->cfs_rq;
 713 }
 714
 715 /* runqueue "owned" by this group */
 716 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 717 {
 718         return grp->my_q;
 719 }
 720
 721 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 722  * another cpu ('this_cpu')
 723  */
 724 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 725 {
 726         /* A later patch will take group into account */
 727         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 728 }
 729
 730 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 731 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 732         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 733
 734 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
 735 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 736 {
 737         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
 738                 return 1;
 739
 740         return 0;
 741 }
 742
 743 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 744
 745 #define for_each_sched_entity(se) \
 746                 for (; se; se = NULL)
 747
 748 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 749 {
 750         return &task_rq(p)->cfs;
 751 }
 752
 753 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 754 {
 755         struct task_struct *p = task_of(se);
 756         struct rq *rq = task_rq(p);
 757
 758         return &rq->cfs;
 759 }
 760
 761 /* runqueue "owned" by this group */
 762 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 763 {
 764         return NULL;
 765 }
 766
 767 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 768 {
 769         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 770 }
 771
 772 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 773                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 774
 775 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
 776 {
 777         return 1;
 778 }
 779
 780 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 781
 782 /*
 783  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 784  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 785  * then put the task into the rbtree:
 786  */
 787 static void
 788 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup, u64 now)
 789 {
 790         struct cfs_rq *cfs_rq;
 791         struct sched_entity *se = &p->se;
 792
 793         for_each_sched_entity(se) {
 794                 if (se->on_rq)
 795                         break;
 796                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 797                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup, now);
 798         }
 799 }
 800
 801 /*
 802  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 803  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 804  * update the fair scheduling stats:
 805  */
 806 static void
 807 dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep, u64 now)
 808 {
 809         struct cfs_rq *cfs_rq;
 810         struct sched_entity *se = &p->se;
 811
 812         for_each_sched_entity(se) {
 813                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 814                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep, now);
 815                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 816                 if (cfs_rq->load.weight)
 817                         break;
 818         }
 819 }
 820
 821 /*
 822  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue
 823  */
 824 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 825 {
 826         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
 827         u64 now = __rq_clock(rq);
 828
 829         /*
 830          * Dequeue and enqueue the task to update its
 831          * position within the tree:
 832          */
 833         dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0, now);
 834         enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0, now);
 835 }
 836
 837 /*
 838  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 839  */
 840 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 841 {
 842         struct task_struct *curr = rq->curr;
 843         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 844         unsigned long gran;
 845
 846         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 847                 update_curr(cfs_rq, rq_clock(rq));
 848                 resched_task(curr);
 849                 return;
 850         }
 851
 852         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 853         /*
 854          * Batch tasks prefer throughput over latency:
 855          */
 856         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
 857                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
 858
 859         if (is_same_group(curr, p))
 860                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
 861 }
 862
 863 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq, u64 now)
 864 {
 865         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 866         struct sched_entity *se;
 867
 868         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 869                 return NULL;
 870
 871         do {
 872                 se = pick_next_entity(cfs_rq, now);
 873                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 874         } while (cfs_rq);
 875
 876         return task_of(se);
 877 }
 878
 879 /*
 880  * Account for a descheduled task:
 881  */
 882 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, u64 now)
 883 {
 884         struct sched_entity *se = &prev->se;
 885         struct cfs_rq *cfs_rq;
 886
 887         for_each_sched_entity(se) {
 888                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 889                 put_prev_entity(cfs_rq, se, now);
 890         }
 891 }
 892
 893 /**************************************************
 894  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 895  */
 896
 897 /*
 898  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 899  * during the whole iteration, the current task might be
 900  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 901  * achieve that by always pre-iterating before returning
 902  * the current task:
 903  */
 904 static inline struct task_struct *
 905 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 906 {
 907         struct task_struct *p;
 908
 909         if (!curr)
 910                 return NULL;
 911
 912         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 913         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 914
 915         return p;
 916 }
 917
 918 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 919 {
 920         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 921
 922         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 923 }
 924
 925 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 926 {
 927         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 928
 929         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 930 }
 931
 932 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
 933 {
 934         struct sched_entity *curr;
 935         struct task_struct *p;
 936
 937         if (!cfs_rq->nr_running)
 938                 return MAX_PRIO;
 939
 940         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
 941         p = task_of(curr);
 942
 943         return p->prio;
 944 }
 945
 946 static unsigned long
 947 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 948                         unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
 949                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 950                         int *all_pinned)
 951 {
 952         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 953         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
 954         long rem_load_move = max_load_move;
 955         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 956
 957         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 958         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 959
 960         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 961                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
 962                 long imbalance;
 963                 unsigned long maxload;
 964                 int this_best_prio, best_prio, best_prio_seen = 0;
 965
 966                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
 967
 968                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight -
 969                                                  this_cfs_rq->load.weight;
 970                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
 971                 if (imbalance <= 0)
 972                         continue;
 973
 974                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
 975                 imbalance /= 2;
 976                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
 977
 978                 this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
 979                 best_prio = cfs_rq_best_prio(busy_cfs_rq);
 980
 981                 /*
 982                  * Enable handling of the case where there is more than one task
 983                  * with the best priority. If the current running task is one
 984                  * of those with prio==best_prio we know it won't be moved
 985                  * and therefore it's safe to override the skip (based on load)
 986                  * of any task we find with that prio.
 987                  */
 988                 if (cfs_rq_curr(busy_cfs_rq) == &busiest->curr->se)
 989                         best_prio_seen = 1;
 990
 991                 /* pass busy_cfs_rq argument into
 992                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
 993                  */
 994                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
 995                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
 996                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
 997                                 &load_moved, this_best_prio, best_prio,
 998                                 best_prio_seen, &cfs_rq_iterator);
 999
1000                 total_nr_moved += nr_moved;
1001                 max_nr_move -= nr_moved;
1002                 rem_load_move -= load_moved;
1003
1004                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
1005                         break;
1006         }
1007
1008         return max_load_move - rem_load_move;
1009 }
1010
1011 /*
1012  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1013  */
1014 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1015 {
1016         struct cfs_rq *cfs_rq;
1017         struct sched_entity *se = &curr->se;
1018
1019         for_each_sched_entity(se) {
1020                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1021                 entity_tick(cfs_rq, se);
1022         }
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1027  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1028  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1029  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1030  * the child is not running yet.
1031  */
1032 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, u64 now)
1033 {
1034         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1035         struct sched_entity *se = &p->se;
1036
1037         sched_info_queued(p);
1038
1039         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, now);
1040         /*
1041          * Child runs first: we let it run before the parent
1042          * until it reschedules once. We set up the key so that
1043          * it will preempt the parent:
1044          */
1045         p->se.fair_key = current->se.fair_key -
1046                 niced_granularity(&rq->curr->se, sysctl_sched_granularity) - 1;
1047         /*
1048          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1049          * so do not credit it with that waiting time yet:
1050          */
1051         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1052                 p->se.wait_start_fair = 0;
1053
1054         /*
1055          * The statistical average of wait_runtime is about
1056          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1057          */
1058         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1059                 p->se.wait_runtime = -(sysctl_sched_granularity / 2);
1060
1061         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1062 }
1063
1064 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1065 /* Account for a task changing its policy or group.
1066  *
1067  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1068  * migrates between groups/classes.
1069  */
1070 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1071 {
1072         struct task_struct *curr = rq->curr;
1073         struct sched_entity *se = &curr->se;
1074         u64 now = rq_clock(rq);
1075         struct cfs_rq *cfs_rq;
1076
1077         for_each_sched_entity(se) {
1078                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1079                 set_next_entity(cfs_rq, se, now);
1080         }
1081 }
1082 #else
1083 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1084 {
1085 }
1086 #endif
1087
1088 /*
1089  * All the scheduling class methods:
1090  */
1091 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1092         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1093         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1094         .yield_task             = yield_task_fair,
1095
1096         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1097
1098         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1099         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1100
1101         .load_balance           = load_balance_fair,
1102
1103         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1104         .task_tick              = task_tick_fair,
1105         .task_new               = task_new_fair,
1106 };
1107
1108 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1109 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu, u64 now)
1110 {
1111         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1112         struct cfs_rq *cfs_rq;
1113
1114         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq)
1115                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq, now);
1116 }
1117 #endif