sched: track cfs_rq->curr on !group-scheduling too
[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  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
25  */
26 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
27 # define const_debug __read_mostly
28 #else
29 # define const_debug static const
30 #endif
31
32 /*
33  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
34  * (default: 20ms, units: nanoseconds)
35  *
36  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
37  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length.
38  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
39  *  run vmstat and monitor the context-switches field)
40  *
41  * On SMP systems the value of this is multiplied by the log2 of the
42  * number of CPUs. (i.e. factor 2x on 2-way systems, 3x on 4-way
43  * systems, 4x on 8-way systems, 5x on 16-way systems, etc.)
44  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
45  */
46 const_debug unsigned int sysctl_sched_latency = 20000000ULL;
47
48 /*
49  * After fork, child runs first. (default) If set to 0 then
50  * parent will (try to) run first.
51  */
52 const_debug unsigned int sysctl_sched_child_runs_first = 1;
53
54 /*
55  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
56  * (default: 2 msec, units: nanoseconds)
57  */
58 unsigned int sysctl_sched_min_granularity __read_mostly = 2000000ULL;
59
60 /*
61  * sys_sched_yield() compat mode
62  *
63  * This option switches the agressive yield implementation of the
64  * old scheduler back on.
65  */
66 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
67
68 /*
69  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
70  * (default: 25 msec, units: nanoseconds)
71  *
72  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
73  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
74  * have immediate wakeup/sleep latencies.
75  */
76 const_debug unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity = 25000000UL;
77
78 /*
79  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
80  * (default: 1 msec, units: nanoseconds)
81  *
82  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
83  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
84  * have immediate wakeup/sleep latencies.
85  */
86 const_debug unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
87
88 unsigned int sysctl_sched_runtime_limit __read_mostly;
89
90 /*
91  * Debugging: various feature bits
92  */
93 enum {
94         SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        = 1,
95         SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          = 2,
96         SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     = 4,
97         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 8,
98         SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         = 16,
99 };
100
101 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
102                 SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        *1 |
103                 SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          *0 |
104                 SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     *1 |
105                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          *1 |
106                 SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         *0;
107
108 extern struct sched_class fair_sched_class;
109
110 /**************************************************************
111  * CFS operations on generic schedulable entities:
112  */
113
114 /* currently running entity (if any) on this cfs_rq */
115 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
116 {
117         return cfs_rq->curr;
118 }
119
120 static inline void
121 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
122 {
123         cfs_rq->curr = se;
124 }
125
126 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
127
128 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
129 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
130 {
131         return cfs_rq->rq;
132 }
133
134 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
135 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
136
137 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
138
139 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
140 {
141         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
142 }
143
144 #define entity_is_task(se)      1
145
146 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
147
148 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
149 {
150         return container_of(se, struct task_struct, se);
151 }
152
153
154 /**************************************************************
155  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
156  */
157
158 /*
159  * Enqueue an entity into the rb-tree:
160  */
161 static inline void
162 __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
163 {
164         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
165         struct rb_node *parent = NULL;
166         struct sched_entity *entry;
167         s64 key = se->fair_key;
168         int leftmost = 1;
169
170         /*
171          * Find the right place in the rbtree:
172          */
173         while (*link) {
174                 parent = *link;
175                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
176                 /*
177                  * We dont care about collisions. Nodes with
178                  * the same key stay together.
179                  */
180                 if (key - entry->fair_key < 0) {
181                         link = &parent->rb_left;
182                 } else {
183                         link = &parent->rb_right;
184                         leftmost = 0;
185                 }
186         }
187
188         /*
189          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
190          * used):
191          */
192         if (leftmost)
193                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
194
195         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
196         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
197         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
198         cfs_rq->nr_running++;
199         se->on_rq = 1;
200
201         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
202 }
203
204 static inline void
205 __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
206 {
207         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
208                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
209         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
210         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
211         cfs_rq->nr_running--;
212         se->on_rq = 0;
213
214         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
215 }
216
217 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
218 {
219         return cfs_rq->rb_leftmost;
220 }
221
222 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
223 {
224         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
225 }
226
227 /**************************************************************
228  * Scheduling class statistics methods:
229  */
230
231 /*
232  * Calculate the preemption granularity needed to schedule every
233  * runnable task once per sysctl_sched_latency amount of time.
234  * (down to a sensible low limit on granularity)
235  *
236  * For example, if there are 2 tasks running and latency is 10 msecs,
237  * we switch tasks every 5 msecs. If we have 3 tasks running, we have
238  * to switch tasks every 3.33 msecs to get a 10 msecs observed latency
239  * for each task. We do finer and finer scheduling up to until we
240  * reach the minimum granularity value.
241  *
242  * To achieve this we use the following dynamic-granularity rule:
243  *
244  *    gran = lat/nr - lat/nr/nr
245  *
246  * This comes out of the following equations:
247  *
248  *    kA1 + gran = kB1
249  *    kB2 + gran = kA2
250  *    kA2 = kA1
251  *    kB2 = kB1 - d + d/nr
252  *    lat = d * nr
253  *
254  * Where 'k' is key, 'A' is task A (waiting), 'B' is task B (running),
255  * '1' is start of time, '2' is end of time, 'd' is delay between
256  * 1 and 2 (during which task B was running), 'nr' is number of tasks
257  * running, 'lat' is the the period of each task. ('lat' is the
258  * sched_latency that we aim for.)
259  */
260 static long
261 sched_granularity(struct cfs_rq *cfs_rq)
262 {
263         unsigned int gran = sysctl_sched_latency;
264         unsigned int nr = cfs_rq->nr_running;
265
266         if (nr > 1) {
267                 gran = gran/nr - gran/nr/nr;
268                 gran = max(gran, sysctl_sched_min_granularity);
269         }
270
271         return gran;
272 }
273
274 /*
275  * We rescale the rescheduling granularity of tasks according to their
276  * nice level, but only linearly, not exponentially:
277  */
278 static long
279 niced_granularity(struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
280 {
281         u64 tmp;
282
283         if (likely(curr->load.weight == NICE_0_LOAD))
284                 return granularity;
285         /*
286          * Positive nice levels get the same granularity as nice-0:
287          */
288         if (likely(curr->load.weight < NICE_0_LOAD)) {
289                 tmp = curr->load.weight * (u64)granularity;
290                 return (long) (tmp >> NICE_0_SHIFT);
291         }
292         /*
293          * Negative nice level tasks get linearly finer
294          * granularity:
295          */
296         tmp = curr->load.inv_weight * (u64)granularity;
297
298         /*
299          * It will always fit into 'long':
300          */
301         return (long) (tmp >> (WMULT_SHIFT-NICE_0_SHIFT));
302 }
303
304 static inline void
305 limit_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
306 {
307         long limit = sysctl_sched_runtime_limit;
308
309         /*
310          * Niced tasks have the same history dynamic range as
311          * non-niced tasks:
312          */
313         if (unlikely(se->wait_runtime > limit)) {
314                 se->wait_runtime = limit;
315                 schedstat_inc(se, wait_runtime_overruns);
316                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_overruns);
317         }
318         if (unlikely(se->wait_runtime < -limit)) {
319                 se->wait_runtime = -limit;
320                 schedstat_inc(se, wait_runtime_underruns);
321                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_underruns);
322         }
323 }
324
325 static inline void
326 __add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
327 {
328         se->wait_runtime += delta;
329         schedstat_add(se, sum_wait_runtime, delta);
330         limit_wait_runtime(cfs_rq, se);
331 }
332
333 static void
334 add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
335 {
336         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
337         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta);
338         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
339 }
340
341 /*
342  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
343  * are not in our scheduling class.
344  */
345 static inline void
346 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
347               unsigned long delta_exec)
348 {
349         unsigned long delta, delta_fair, delta_mine;
350         struct load_weight *lw = &cfs_rq->load;
351         unsigned long load = lw->weight;
352
353         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
354
355         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
356         cfs_rq->exec_clock += delta_exec;
357
358         if (unlikely(!load))
359                 return;
360
361         delta_fair = calc_delta_fair(delta_exec, lw);
362         delta_mine = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
363
364         if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_min_granularity) {
365                 delta = min((u64)delta_mine, cfs_rq->sleeper_bonus);
366                 delta = min(delta, (unsigned long)(
367                         (long)sysctl_sched_runtime_limit - curr->wait_runtime));
368                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
369                 delta_mine -= delta;
370         }
371
372         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
373         /*
374          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
375          * but we were only entitled to delta_mine amount of
376          * time during that period (if nr_running == 1 then
377          * the two values are equal)
378          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
379          */
380         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
381 }
382
383 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
384 {
385         struct sched_entity *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
386         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
387         unsigned long delta_exec;
388
389         if (unlikely(!curr))
390                 return;
391
392         /*
393          * Get the amount of time the current task was running
394          * since the last time we changed load (this cannot
395          * overflow on 32 bits):
396          */
397         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
398
399         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
400         curr->exec_start = now;
401 }
402
403 static inline void
404 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
405 {
406         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
407         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
408 }
409
410 /*
411  * We calculate fair deltas here, so protect against the random effects
412  * of a multiplication overflow by capping it to the runtime limit:
413  */
414 #if BITS_PER_LONG == 32
415 static inline unsigned long
416 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
417 {
418         u64 tmp = (u64)delta * weight >> shift;
419
420         if (unlikely(tmp > sysctl_sched_runtime_limit*2))
421                 return sysctl_sched_runtime_limit*2;
422         return tmp;
423 }
424 #else
425 static inline unsigned long
426 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
427 {
428         return delta * weight >> shift;
429 }
430 #endif
431
432 /*
433  * Task is being enqueued - update stats:
434  */
435 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
436 {
437         s64 key;
438
439         /*
440          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
441          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
442          */
443         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
444                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
445         /*
446          * Update the key:
447          */
448         key = cfs_rq->fair_clock;
449
450         /*
451          * Optimize the common nice 0 case:
452          */
453         if (likely(se->load.weight == NICE_0_LOAD)) {
454                 key -= se->wait_runtime;
455         } else {
456                 u64 tmp;
457
458                 if (se->wait_runtime < 0) {
459                         tmp = -se->wait_runtime;
460                         key += (tmp * se->load.inv_weight) >>
461                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
462                 } else {
463                         tmp = se->wait_runtime;
464                         key -= (tmp * se->load.inv_weight) >>
465                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
466                 }
467         }
468
469         se->fair_key = key;
470 }
471
472 /*
473  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
474  */
475 static inline void
476 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
477                         unsigned long delta_fair)
478 {
479         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
480                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
481
482         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
483                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
484                                                         NICE_0_SHIFT);
485
486         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
487 }
488
489 static void
490 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
491 {
492         unsigned long delta_fair;
493
494         if (unlikely(!se->wait_start_fair))
495                 return;
496
497         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
498                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
499
500         __update_stats_wait_end(cfs_rq, se, delta_fair);
501
502         se->wait_start_fair = 0;
503         schedstat_set(se->wait_start, 0);
504 }
505
506 static inline void
507 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
508 {
509         update_curr(cfs_rq);
510         /*
511          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
512          * waiting task:
513          */
514         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
515                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
516 }
517
518 /*
519  * We are picking a new current task - update its stats:
520  */
521 static inline void
522 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
523 {
524         /*
525          * We are starting a new run period:
526          */
527         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
528 }
529
530 /*
531  * We are descheduling a task - update its stats:
532  */
533 static inline void
534 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
535 {
536         se->exec_start = 0;
537 }
538
539 /**************************************************
540  * Scheduling class queueing methods:
541  */
542
543 static void __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
544                               unsigned long delta_fair)
545 {
546         unsigned long load = cfs_rq->load.weight;
547         long prev_runtime;
548
549         /*
550          * Do not boost sleepers if there's too much bonus 'in flight'
551          * already:
552          */
553         if (unlikely(cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_runtime_limit))
554                 return;
555
556         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
557                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
558
559         /*
560          * Fix up delta_fair with the effect of us running
561          * during the whole sleep period:
562          */
563         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
564                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
565                                                 load + se->load.weight);
566
567         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
568                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
569                                                         NICE_0_SHIFT);
570
571         prev_runtime = se->wait_runtime;
572         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
573         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
574
575         /*
576          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
577          */
578         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
579 }
580
581 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
582 {
583         struct task_struct *tsk = task_of(se);
584         unsigned long delta_fair;
585
586         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
587                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
588                 return;
589
590         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
591                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
592
593         __enqueue_sleeper(cfs_rq, se, delta_fair);
594
595         se->sleep_start_fair = 0;
596
597 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
598         if (se->sleep_start) {
599                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
600
601                 if ((s64)delta < 0)
602                         delta = 0;
603
604                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
605                         se->sleep_max = delta;
606
607                 se->sleep_start = 0;
608                 se->sum_sleep_runtime += delta;
609         }
610         if (se->block_start) {
611                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
612
613                 if ((s64)delta < 0)
614                         delta = 0;
615
616                 if (unlikely(delta > se->block_max))
617                         se->block_max = delta;
618
619                 se->block_start = 0;
620                 se->sum_sleep_runtime += delta;
621
622                 /*
623                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
624                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
625                  * time that the task spent sleeping:
626                  */
627                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
628                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
629                                      delta >> 20);
630                 }
631         }
632 #endif
633 }
634
635 static void
636 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
637 {
638         /*
639          * Update the fair clock.
640          */
641         update_curr(cfs_rq);
642
643         if (wakeup)
644                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
645
646         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
647         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
648 }
649
650 static void
651 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
652 {
653         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
654         if (sleep) {
655                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
656 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
657                 if (entity_is_task(se)) {
658                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
659
660                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
661                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
662                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
663                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
664                 }
665 #endif
666         }
667         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
668 }
669
670 /*
671  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
672  */
673 static void
674 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
675                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
676 {
677         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
678         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
679
680         /*
681          * ideal_runtime is compared against sum_exec_runtime, which is
682          * walltime, hence do not scale.
683          */
684         ideal_runtime = max(sysctl_sched_latency / cfs_rq->nr_running,
685                         (unsigned long)sysctl_sched_min_granularity);
686
687         /*
688          * If we executed more than what the latency constraint suggests,
689          * reduce the rescheduling granularity. This way the total latency
690          * of how much a task is not scheduled converges to
691          * sysctl_sched_latency:
692          */
693         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
694         if (delta_exec > ideal_runtime)
695                 granularity = 0;
696
697         /*
698          * Take scheduling granularity into account - do not
699          * preempt the current task unless the best task has
700          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
701          *
702          * scale granularity as key space is in fair_clock.
703          */
704         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
705                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
706 }
707
708 static inline void
709 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
710 {
711         /*
712          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
713          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
714          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
715          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
716          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
717          */
718         update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
719         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
720         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
721 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
722         /*
723          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
724          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
725          * when there are only lesser-weight tasks around):
726          */
727         if (rq_of(cfs_rq)->ls.load.weight >= 2*se->load.weight) {
728                 se->slice_max = max(se->slice_max,
729                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
730         }
731 #endif
732         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
733 }
734
735 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
736 {
737         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
738
739         set_next_entity(cfs_rq, se);
740
741         return se;
742 }
743
744 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
745 {
746         /*
747          * If still on the runqueue then deactivate_task()
748          * was not called and update_curr() has to be done:
749          */
750         if (prev->on_rq)
751                 update_curr(cfs_rq);
752
753         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
754
755         if (prev->on_rq)
756                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
757         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
758 }
759
760 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
761 {
762         struct sched_entity *next;
763
764         /*
765          * Dequeue and enqueue the task to update its
766          * position within the tree:
767          */
768         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
769         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
770
771         /*
772          * Reschedule if another task tops the current one.
773          */
774         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
775         if (next == curr)
776                 return;
777
778         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr,
779                         sched_granularity(cfs_rq));
780 }
781
782 /**************************************************
783  * CFS operations on tasks:
784  */
785
786 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
787
788 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
789 #define for_each_sched_entity(se) \
790                 for (; se; se = se->parent)
791
792 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
793 {
794         return p->se.cfs_rq;
795 }
796
797 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
798 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
799 {
800         return se->cfs_rq;
801 }
802
803 /* runqueue "owned" by this group */
804 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
805 {
806         return grp->my_q;
807 }
808
809 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
810  * another cpu ('this_cpu')
811  */
812 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
813 {
814         /* A later patch will take group into account */
815         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
816 }
817
818 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
819 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
820         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
821
822 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
823 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
824 {
825         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
826                 return 1;
827
828         return 0;
829 }
830
831 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
832
833 #define for_each_sched_entity(se) \
834                 for (; se; se = NULL)
835
836 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
837 {
838         return &task_rq(p)->cfs;
839 }
840
841 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
842 {
843         struct task_struct *p = task_of(se);
844         struct rq *rq = task_rq(p);
845
846         return &rq->cfs;
847 }
848
849 /* runqueue "owned" by this group */
850 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
851 {
852         return NULL;
853 }
854
855 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
856 {
857         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
858 }
859
860 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
861                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
862
863 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
864 {
865         return 1;
866 }
867
868 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
869
870 /*
871  * The enqueue_task method is called before nr_running is
872  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
873  * then put the task into the rbtree:
874  */
875 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
876 {
877         struct cfs_rq *cfs_rq;
878         struct sched_entity *se = &p->se;
879
880         for_each_sched_entity(se) {
881                 if (se->on_rq)
882                         break;
883                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
884                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
885         }
886 }
887
888 /*
889  * The dequeue_task method is called before nr_running is
890  * decreased. We remove the task from the rbtree and
891  * update the fair scheduling stats:
892  */
893 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
894 {
895         struct cfs_rq *cfs_rq;
896         struct sched_entity *se = &p->se;
897
898         for_each_sched_entity(se) {
899                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
900                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
901                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
902                 if (cfs_rq->load.weight)
903                         break;
904         }
905 }
906
907 /*
908  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
909  *
910  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
911  */
912 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
913 {
914         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
915         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
916         struct sched_entity *rightmost, *se = &p->se;
917         struct rb_node *parent;
918
919         /*
920          * Are we the only task in the tree?
921          */
922         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
923                 return;
924
925         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
926                 __update_rq_clock(rq);
927                 /*
928                  * Dequeue and enqueue the task to update its
929                  * position within the tree:
930                  */
931                 dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
932                 enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
933
934                 return;
935         }
936         /*
937          * Find the rightmost entry in the rbtree:
938          */
939         do {
940                 parent = *link;
941                 link = &parent->rb_right;
942         } while (*link);
943
944         rightmost = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
945         /*
946          * Already in the rightmost position?
947          */
948         if (unlikely(rightmost == se))
949                 return;
950
951         /*
952          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
953          */
954         se->fair_key = rightmost->fair_key + 1;
955
956         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
957                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
958         /*
959          * Relink the task to the rightmost position:
960          */
961         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
962         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
963         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
964 }
965
966 /*
967  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
968  */
969 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
970 {
971         struct task_struct *curr = rq->curr;
972         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
973         unsigned long gran;
974
975         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
976                 update_rq_clock(rq);
977                 update_curr(cfs_rq);
978                 resched_task(curr);
979                 return;
980         }
981
982         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
983         /*
984          * Batch tasks prefer throughput over latency:
985          */
986         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
987                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
988
989         if (is_same_group(curr, p))
990                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
991 }
992
993 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
994 {
995         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
996         struct sched_entity *se;
997
998         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
999                 return NULL;
1000
1001         do {
1002                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1003                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1004         } while (cfs_rq);
1005
1006         return task_of(se);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Account for a descheduled task:
1011  */
1012 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1013 {
1014         struct sched_entity *se = &prev->se;
1015         struct cfs_rq *cfs_rq;
1016
1017         for_each_sched_entity(se) {
1018                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1019                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1020         }
1021 }
1022
1023 /**************************************************
1024  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1025  */
1026
1027 /*
1028  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
1029  * during the whole iteration, the current task might be
1030  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
1031  * achieve that by always pre-iterating before returning
1032  * the current task:
1033  */
1034 static inline struct task_struct *
1035 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
1036 {
1037         struct task_struct *p;
1038
1039         if (!curr)
1040                 return NULL;
1041
1042         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
1043         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
1044
1045         return p;
1046 }
1047
1048 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
1049 {
1050         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1051
1052         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
1053 }
1054
1055 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
1056 {
1057         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1058
1059         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
1060 }
1061
1062 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1063 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
1064 {
1065         struct sched_entity *curr;
1066         struct task_struct *p;
1067
1068         if (!cfs_rq->nr_running)
1069                 return MAX_PRIO;
1070
1071         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
1072         p = task_of(curr);
1073
1074         return p->prio;
1075 }
1076 #endif
1077
1078 static unsigned long
1079 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1080                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
1081                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1082                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1083 {
1084         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1085         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
1086         long rem_load_move = max_load_move;
1087         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1088
1089         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1090         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1091
1092         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1093 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1094                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
1095                 long imbalance;
1096                 unsigned long maxload;
1097
1098                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
1099
1100                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
1101                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
1102                 if (imbalance <= 0)
1103                         continue;
1104
1105                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
1106                 imbalance /= 2;
1107                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
1108
1109                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
1110 #else
1111 # define maxload rem_load_move
1112 #endif
1113                 /* pass busy_cfs_rq argument into
1114                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1115                  */
1116                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1117                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1118                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
1119                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
1120
1121                 total_nr_moved += nr_moved;
1122                 max_nr_move -= nr_moved;
1123                 rem_load_move -= load_moved;
1124
1125                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
1126                         break;
1127         }
1128
1129         return max_load_move - rem_load_move;
1130 }
1131
1132 /*
1133  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1134  */
1135 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1136 {
1137         struct cfs_rq *cfs_rq;
1138         struct sched_entity *se = &curr->se;
1139
1140         for_each_sched_entity(se) {
1141                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1142                 entity_tick(cfs_rq, se);
1143         }
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1148  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1149  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1150  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1151  * the child is not running yet.
1152  */
1153 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1154 {
1155         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1156         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
1157
1158         sched_info_queued(p);
1159
1160         update_curr(cfs_rq);
1161         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1162         /*
1163          * Child runs first: we let it run before the parent
1164          * until it reschedules once. We set up the key so that
1165          * it will preempt the parent:
1166          */
1167         se->fair_key = curr->fair_key -
1168                 niced_granularity(curr, sched_granularity(cfs_rq)) - 1;
1169         /*
1170          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1171          * so do not credit it with that waiting time yet:
1172          */
1173         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1174                 se->wait_start_fair = 0;
1175
1176         /*
1177          * The statistical average of wait_runtime is about
1178          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1179          */
1180         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1181                 se->wait_runtime = -(sched_granularity(cfs_rq) / 2);
1182
1183         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1184         resched_task(rq->curr);
1185 }
1186
1187 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1188 /* Account for a task changing its policy or group.
1189  *
1190  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1191  * migrates between groups/classes.
1192  */
1193 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1194 {
1195         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1196
1197         for_each_sched_entity(se)
1198                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1199 }
1200 #else
1201 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1202 {
1203 }
1204 #endif
1205
1206 /*
1207  * All the scheduling class methods:
1208  */
1209 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1210         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1211         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1212         .yield_task             = yield_task_fair,
1213
1214         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1215
1216         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1217         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1218
1219         .load_balance           = load_balance_fair,
1220
1221         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1222         .task_tick              = task_tick_fair,
1223         .task_new               = task_new_fair,
1224 };
1225
1226 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1227 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1228 {
1229         struct cfs_rq *cfs_rq;
1230
1231         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1232                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1233 }
1234 #endif