c8c6b05613910a42fc6ec56e0b9809d6d9a95ace
[safe/jmp/linux-2.6] / 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 unsigned int sysctl_sched_min_granularity __read_mostly = 2000000ULL;
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: 25 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 = 25000000UL;
68
69 /*
70  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
71  * (default: 1 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 = 2000000UL;
78
79 unsigned int sysctl_sched_runtime_limit __read_mostly;
80
81 extern struct sched_class fair_sched_class;
82
83 /**************************************************************
84  * CFS operations on generic schedulable entities:
85  */
86
87 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
88
89 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
90 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
91 {
92         return cfs_rq->rq;
93 }
94
95 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
96 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
97
98 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
99
100 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
101 {
102         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
103 }
104
105 #define entity_is_task(se)      1
106
107 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
108
109 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
110 {
111         return container_of(se, struct task_struct, se);
112 }
113
114
115 /**************************************************************
116  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
117  */
118
119 static inline void
120 set_leftmost(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *leftmost)
121 {
122         struct sched_entity *se;
123
124         cfs_rq->rb_leftmost = leftmost;
125         if (leftmost) {
126                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
127                 cfs_rq->min_vruntime = max(se->vruntime,
128                                                 cfs_rq->min_vruntime);
129         }
130 }
131
132 /*
133  * Enqueue an entity into the rb-tree:
134  */
135 static void
136 __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
137 {
138         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
139         struct rb_node *parent = NULL;
140         struct sched_entity *entry;
141         s64 key = se->fair_key;
142         int leftmost = 1;
143
144         /*
145          * Find the right place in the rbtree:
146          */
147         while (*link) {
148                 parent = *link;
149                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
150                 /*
151                  * We dont care about collisions. Nodes with
152                  * the same key stay together.
153                  */
154                 if (key - entry->fair_key < 0) {
155                         link = &parent->rb_left;
156                 } else {
157                         link = &parent->rb_right;
158                         leftmost = 0;
159                 }
160         }
161
162         /*
163          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
164          * used):
165          */
166         if (leftmost)
167                 set_leftmost(cfs_rq, &se->run_node);
168
169         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
170         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
171         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
172         cfs_rq->nr_running++;
173         se->on_rq = 1;
174
175         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
176 }
177
178 static void
179 __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
180 {
181         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
182                 set_leftmost(cfs_rq, rb_next(&se->run_node));
183
184         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
185         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
186         cfs_rq->nr_running--;
187         se->on_rq = 0;
188
189         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
190 }
191
192 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
193 {
194         return cfs_rq->rb_leftmost;
195 }
196
197 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
198 {
199         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
200 }
201
202 static inline struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
203 {
204         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
205         struct sched_entity *se = NULL;
206         struct rb_node *parent;
207
208         while (*link) {
209                 parent = *link;
210                 se = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
211                 link = &parent->rb_right;
212         }
213
214         return se;
215 }
216
217 /**************************************************************
218  * Scheduling class statistics methods:
219  */
220
221 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
222 {
223         u64 period = sysctl_sched_latency;
224         unsigned long nr_latency =
225                 sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity;
226
227         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
228                 period *= nr_running;
229                 do_div(period, nr_latency);
230         }
231
232         return period;
233 }
234
235 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
236 {
237         u64 period = __sched_period(cfs_rq->nr_running);
238
239         period *= se->load.weight;
240         do_div(period, cfs_rq->load.weight);
241
242         return period;
243 }
244
245 static inline void
246 limit_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
247 {
248         long limit = sysctl_sched_runtime_limit;
249
250         /*
251          * Niced tasks have the same history dynamic range as
252          * non-niced tasks:
253          */
254         if (unlikely(se->wait_runtime > limit)) {
255                 se->wait_runtime = limit;
256                 schedstat_inc(se, wait_runtime_overruns);
257                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_overruns);
258         }
259         if (unlikely(se->wait_runtime < -limit)) {
260                 se->wait_runtime = -limit;
261                 schedstat_inc(se, wait_runtime_underruns);
262                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_underruns);
263         }
264 }
265
266 static inline void
267 __add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
268 {
269         se->wait_runtime += delta;
270         schedstat_add(se, sum_wait_runtime, delta);
271         limit_wait_runtime(cfs_rq, se);
272 }
273
274 static void
275 add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
276 {
277         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
278         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta);
279         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
280 }
281
282 /*
283  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
284  * are not in our scheduling class.
285  */
286 static inline void
287 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
288               unsigned long delta_exec)
289 {
290         unsigned long delta, delta_fair, delta_mine, delta_exec_weighted;
291         struct load_weight *lw = &cfs_rq->load;
292         unsigned long load = lw->weight;
293
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         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         if (!sched_feat(FAIR_SLEEPERS))
306                 return;
307
308         if (unlikely(!load))
309                 return;
310
311         delta_fair = calc_delta_fair(delta_exec, lw);
312         delta_mine = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
313
314         if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_min_granularity) {
315                 delta = min((u64)delta_mine, cfs_rq->sleeper_bonus);
316                 delta = min(delta, (unsigned long)(
317                         (long)sysctl_sched_runtime_limit - curr->wait_runtime));
318                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
319                 delta_mine -= delta;
320         }
321
322         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
323         /*
324          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
325          * but we were only entitled to delta_mine amount of
326          * time during that period (if nr_running == 1 then
327          * the two values are equal)
328          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
329          */
330         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
331 }
332
333 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
334 {
335         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
336         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
337         unsigned long delta_exec;
338
339         if (unlikely(!curr))
340                 return;
341
342         /*
343          * Get the amount of time the current task was running
344          * since the last time we changed load (this cannot
345          * overflow on 32 bits):
346          */
347         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
348
349         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
350         curr->exec_start = now;
351 }
352
353 static inline void
354 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
355 {
356         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
357         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
358 }
359
360 static inline unsigned long
361 calc_weighted(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
362 {
363         unsigned long weight = se->load.weight;
364
365         if (unlikely(weight != NICE_0_LOAD))
366                 return (u64)delta * se->load.weight >> NICE_0_SHIFT;
367         else
368                 return delta;
369 }
370
371 /*
372  * Task is being enqueued - update stats:
373  */
374 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
375 {
376         /*
377          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
378          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
379          */
380         if (se != cfs_rq->curr)
381                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
382         /*
383          * Update the key:
384          */
385         se->fair_key = se->vruntime;
386 }
387
388 /*
389  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
390  */
391 static inline void
392 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
393                         unsigned long delta_fair)
394 {
395         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
396                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
397
398         delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se);
399
400         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
401 }
402
403 static void
404 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
405 {
406         unsigned long delta_fair;
407
408         if (unlikely(!se->wait_start_fair))
409                 return;
410
411         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
412                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
413
414         __update_stats_wait_end(cfs_rq, se, delta_fair);
415
416         se->wait_start_fair = 0;
417         schedstat_set(se->wait_start, 0);
418 }
419
420 static inline void
421 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
422 {
423         update_curr(cfs_rq);
424         /*
425          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
426          * waiting task:
427          */
428         if (se != cfs_rq->curr)
429                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
430 }
431
432 /*
433  * We are picking a new current task - update its stats:
434  */
435 static inline void
436 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
437 {
438         /*
439          * We are starting a new run period:
440          */
441         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
442 }
443
444 /*
445  * We are descheduling a task - update its stats:
446  */
447 static inline void
448 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
449 {
450         se->exec_start = 0;
451 }
452
453 /**************************************************
454  * Scheduling class queueing methods:
455  */
456
457 static void __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
458                               unsigned long delta_fair)
459 {
460         unsigned long load = cfs_rq->load.weight;
461         long prev_runtime;
462
463         /*
464          * Do not boost sleepers if there's too much bonus 'in flight'
465          * already:
466          */
467         if (unlikely(cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_runtime_limit))
468                 return;
469
470         if (sched_feat(SLEEPER_LOAD_AVG))
471                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
472
473         /*
474          * Fix up delta_fair with the effect of us running
475          * during the whole sleep period:
476          */
477         if (sched_feat(SLEEPER_AVG))
478                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
479                                                 load + se->load.weight);
480
481         delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se);
482
483         prev_runtime = se->wait_runtime;
484         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
485         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
486
487         /*
488          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
489          */
490         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
491 }
492
493 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
494 {
495         struct task_struct *tsk = task_of(se);
496         unsigned long delta_fair;
497
498         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
499                          !sched_feat(FAIR_SLEEPERS))
500                 return;
501
502         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
503                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
504
505         __enqueue_sleeper(cfs_rq, se, delta_fair);
506
507         se->sleep_start_fair = 0;
508
509 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
510         if (se->sleep_start) {
511                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
512
513                 if ((s64)delta < 0)
514                         delta = 0;
515
516                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
517                         se->sleep_max = delta;
518
519                 se->sleep_start = 0;
520                 se->sum_sleep_runtime += delta;
521         }
522         if (se->block_start) {
523                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
524
525                 if ((s64)delta < 0)
526                         delta = 0;
527
528                 if (unlikely(delta > se->block_max))
529                         se->block_max = delta;
530
531                 se->block_start = 0;
532                 se->sum_sleep_runtime += delta;
533
534                 /*
535                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
536                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
537                  * time that the task spent sleeping:
538                  */
539                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
540                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
541                                      delta >> 20);
542                 }
543         }
544 #endif
545 }
546
547 static void
548 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
549 {
550         struct sched_entity *last = __pick_last_entity(cfs_rq);
551         u64 min_runtime, latency;
552
553         min_runtime = cfs_rq->min_vruntime;
554         if (last) {
555                 min_runtime += last->vruntime;
556                 min_runtime >>= 1;
557                 if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
558                         min_runtime += sysctl_sched_latency/2;
559         }
560
561         if (!initial && sched_feat(NEW_FAIR_SLEEPERS)) {
562                 latency = sysctl_sched_latency;
563                 if (min_runtime > latency)
564                         min_runtime -= latency;
565                 else
566                         min_runtime = 0;
567         }
568
569         se->vruntime = max(se->vruntime, min_runtime);
570 }
571
572 static void
573 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
574 {
575         /*
576          * Update the fair clock.
577          */
578         update_curr(cfs_rq);
579
580         if (wakeup) {
581                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
582                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
583         }
584
585         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
586         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
587 }
588
589 static void
590 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
591 {
592         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
593         if (sleep) {
594                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
595 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
596                 if (entity_is_task(se)) {
597                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
598
599                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
600                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
601                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
602                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
603                 }
604 #endif
605         }
606         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
607 }
608
609 /*
610  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
611  */
612 static void
613 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
614 {
615         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
616
617         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
618         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
619         if (delta_exec > ideal_runtime)
620                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
621 }
622
623 static inline void
624 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
625 {
626         /*
627          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
628          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
629          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
630          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
631          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
632          */
633         update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
634         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
635         cfs_rq->curr = se;
636 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
637         /*
638          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
639          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
640          * when there are only lesser-weight tasks around):
641          */
642         if (rq_of(cfs_rq)->ls.load.weight >= 2*se->load.weight) {
643                 se->slice_max = max(se->slice_max,
644                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
645         }
646 #endif
647         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
648 }
649
650 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
651 {
652         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
653
654         set_next_entity(cfs_rq, se);
655
656         return se;
657 }
658
659 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
660 {
661         /*
662          * If still on the runqueue then deactivate_task()
663          * was not called and update_curr() has to be done:
664          */
665         if (prev->on_rq)
666                 update_curr(cfs_rq);
667
668         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
669
670         if (prev->on_rq)
671                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
672         cfs_rq->curr = NULL;
673 }
674
675 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
676 {
677         /*
678          * Dequeue and enqueue the task to update its
679          * position within the tree:
680          */
681         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
682         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
683
684         if (cfs_rq->nr_running > 1)
685                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
686 }
687
688 /**************************************************
689  * CFS operations on tasks:
690  */
691
692 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
693
694 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
695 #define for_each_sched_entity(se) \
696                 for (; se; se = se->parent)
697
698 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
699 {
700         return p->se.cfs_rq;
701 }
702
703 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
704 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
705 {
706         return se->cfs_rq;
707 }
708
709 /* runqueue "owned" by this group */
710 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
711 {
712         return grp->my_q;
713 }
714
715 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
716  * another cpu ('this_cpu')
717  */
718 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
719 {
720         /* A later patch will take group into account */
721         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
722 }
723
724 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
725 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
726         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
727
728 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
729 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
730 {
731         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
732                 return 1;
733
734         return 0;
735 }
736
737 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
738
739 #define for_each_sched_entity(se) \
740                 for (; se; se = NULL)
741
742 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
743 {
744         return &task_rq(p)->cfs;
745 }
746
747 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
748 {
749         struct task_struct *p = task_of(se);
750         struct rq *rq = task_rq(p);
751
752         return &rq->cfs;
753 }
754
755 /* runqueue "owned" by this group */
756 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
757 {
758         return NULL;
759 }
760
761 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
762 {
763         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
764 }
765
766 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
767                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
768
769 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
770 {
771         return 1;
772 }
773
774 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
775
776 /*
777  * The enqueue_task method is called before nr_running is
778  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
779  * then put the task into the rbtree:
780  */
781 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
782 {
783         struct cfs_rq *cfs_rq;
784         struct sched_entity *se = &p->se;
785
786         for_each_sched_entity(se) {
787                 if (se->on_rq)
788                         break;
789                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
790                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
791         }
792 }
793
794 /*
795  * The dequeue_task method is called before nr_running is
796  * decreased. We remove the task from the rbtree and
797  * update the fair scheduling stats:
798  */
799 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
800 {
801         struct cfs_rq *cfs_rq;
802         struct sched_entity *se = &p->se;
803
804         for_each_sched_entity(se) {
805                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
806                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
807                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
808                 if (cfs_rq->load.weight)
809                         break;
810         }
811 }
812
813 /*
814  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
815  *
816  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
817  */
818 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
819 {
820         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
821         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
822         struct sched_entity *rightmost, *se = &p->se;
823         struct rb_node *parent;
824
825         /*
826          * Are we the only task in the tree?
827          */
828         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
829                 return;
830
831         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
832                 __update_rq_clock(rq);
833                 /*
834                  * Dequeue and enqueue the task to update its
835                  * position within the tree:
836                  */
837                 dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
838                 enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
839
840                 return;
841         }
842         /*
843          * Find the rightmost entry in the rbtree:
844          */
845         do {
846                 parent = *link;
847                 link = &parent->rb_right;
848         } while (*link);
849
850         rightmost = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
851         /*
852          * Already in the rightmost position?
853          */
854         if (unlikely(rightmost == se))
855                 return;
856
857         /*
858          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
859          */
860         se->fair_key = rightmost->fair_key + 1;
861
862         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
863                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
864         /*
865          * Relink the task to the rightmost position:
866          */
867         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
868         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
869         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
870 }
871
872 /*
873  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
874  */
875 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p)
876 {
877         struct task_struct *curr = rq->curr;
878         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
879
880         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
881                 update_rq_clock(rq);
882                 update_curr(cfs_rq);
883                 resched_task(curr);
884                 return;
885         }
886         if (is_same_group(curr, p)) {
887                 s64 delta = curr->se.vruntime - p->se.vruntime;
888
889                 if (delta > (s64)sysctl_sched_wakeup_granularity)
890                         resched_task(curr);
891         }
892 }
893
894 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
895 {
896         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
897         struct sched_entity *se;
898
899         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
900                 return NULL;
901
902         do {
903                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
904                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
905         } while (cfs_rq);
906
907         return task_of(se);
908 }
909
910 /*
911  * Account for a descheduled task:
912  */
913 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
914 {
915         struct sched_entity *se = &prev->se;
916         struct cfs_rq *cfs_rq;
917
918         for_each_sched_entity(se) {
919                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
920                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
921         }
922 }
923
924 /**************************************************
925  * Fair scheduling class load-balancing methods:
926  */
927
928 /*
929  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
930  * during the whole iteration, the current task might be
931  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
932  * achieve that by always pre-iterating before returning
933  * the current task:
934  */
935 static inline struct task_struct *
936 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
937 {
938         struct task_struct *p;
939
940         if (!curr)
941                 return NULL;
942
943         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
944         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
945
946         return p;
947 }
948
949 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
950 {
951         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
952
953         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
954 }
955
956 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
957 {
958         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
959
960         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
961 }
962
963 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
964 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
965 {
966         struct sched_entity *curr;
967         struct task_struct *p;
968
969         if (!cfs_rq->nr_running)
970                 return MAX_PRIO;
971
972         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
973         p = task_of(curr);
974
975         return p->prio;
976 }
977 #endif
978
979 static unsigned long
980 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
981                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
982                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
983                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
984 {
985         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
986         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
987         long rem_load_move = max_load_move;
988         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
989
990         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
991         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
992
993         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
994 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
995                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
996                 long imbalance;
997                 unsigned long maxload;
998
999                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
1000
1001                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
1002                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
1003                 if (imbalance <= 0)
1004                         continue;
1005
1006                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
1007                 imbalance /= 2;
1008                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
1009
1010                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
1011 #else
1012 # define maxload rem_load_move
1013 #endif
1014                 /* pass busy_cfs_rq argument into
1015                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1016                  */
1017                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1018                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1019                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
1020                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
1021
1022                 total_nr_moved += nr_moved;
1023                 max_nr_move -= nr_moved;
1024                 rem_load_move -= load_moved;
1025
1026                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
1027                         break;
1028         }
1029
1030         return max_load_move - rem_load_move;
1031 }
1032
1033 /*
1034  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1035  */
1036 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1037 {
1038         struct cfs_rq *cfs_rq;
1039         struct sched_entity *se = &curr->se;
1040
1041         for_each_sched_entity(se) {
1042                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1043                 entity_tick(cfs_rq, se);
1044         }
1045 }
1046
1047 #define swap(a,b) do { typeof(a) tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp; } while (0)
1048
1049 /*
1050  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1051  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1052  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1053  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1054  * the child is not running yet.
1055  */
1056 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1057 {
1058         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1059         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
1060
1061         sched_info_queued(p);
1062
1063         update_curr(cfs_rq);
1064         place_entity(cfs_rq, se, 1);
1065
1066         /*
1067          * The statistical average of wait_runtime is about
1068          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1069          */
1070         if (sched_feat(START_DEBIT))
1071                 se->wait_runtime = -(__sched_period(cfs_rq->nr_running+1) / 2);
1072
1073         if (sysctl_sched_child_runs_first &&
1074                         curr->vruntime < se->vruntime) {
1075
1076                 dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
1077                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
1078                 enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
1079         }
1080
1081         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1082         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1083         resched_task(rq->curr);
1084 }
1085
1086 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1087 /* Account for a task changing its policy or group.
1088  *
1089  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1090  * migrates between groups/classes.
1091  */
1092 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1093 {
1094         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1095
1096         for_each_sched_entity(se)
1097                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1098 }
1099 #else
1100 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1101 {
1102 }
1103 #endif
1104
1105 /*
1106  * All the scheduling class methods:
1107  */
1108 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1109         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1110         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1111         .yield_task             = yield_task_fair,
1112
1113         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
1114
1115         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1116         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1117
1118         .load_balance           = load_balance_fair,
1119
1120         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1121         .task_tick              = task_tick_fair,
1122         .task_new               = task_new_fair,
1123 };
1124
1125 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1126 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1127 {
1128         struct cfs_rq *cfs_rq;
1129
1130         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1131                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1132 }
1133 #endif