sched: fix overload performance: buddy wakeups
[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 #include <linux/latencytop.h>
24
25 /*
26  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
27  * (default: 20ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
28  *
29  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
30  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
31  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
32  * based scheduling concepts.
33  *
34  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
35  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
36  */
37 unsigned int sysctl_sched_latency = 20000000ULL;
38
39 /*
40  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
41  * (default: 4 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
42  */
43 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 4000000ULL;
44
45 /*
46  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
47  */
48 static unsigned int sched_nr_latency = 5;
49
50 /*
51  * After fork, child runs first. (default) If set to 0 then
52  * parent will (try to) run first.
53  */
54 const_debug unsigned int sysctl_sched_child_runs_first = 1;
55
56 /*
57  * sys_sched_yield() compat mode
58  *
59  * This option switches the agressive yield implementation of the
60  * old scheduler back on.
61  */
62 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
63
64 /*
65  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
66  * (default: 10 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  *
68  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
69  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
70  * have immediate wakeup/sleep latencies.
71  */
72 unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity = 10000000UL;
73
74 /*
75  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
76  * (default: 10 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
77  *
78  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
79  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
80  * have immediate wakeup/sleep latencies.
81  */
82 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 10000000UL;
83
84 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
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 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
99 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
100
101 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
102
103 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
104 {
105         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
106 }
107
108 #define entity_is_task(se)      1
109
110 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
111
112 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
113 {
114         return container_of(se, struct task_struct, se);
115 }
116
117
118 /**************************************************************
119  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
120  */
121
122 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
123 {
124         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
125         if (delta > 0)
126                 min_vruntime = vruntime;
127
128         return min_vruntime;
129 }
130
131 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
132 {
133         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
134         if (delta < 0)
135                 min_vruntime = vruntime;
136
137         return min_vruntime;
138 }
139
140 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
141 {
142         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
143 }
144
145 /*
146  * Enqueue an entity into the rb-tree:
147  */
148 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
149 {
150         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
151         struct rb_node *parent = NULL;
152         struct sched_entity *entry;
153         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
154         int leftmost = 1;
155
156         /*
157          * Find the right place in the rbtree:
158          */
159         while (*link) {
160                 parent = *link;
161                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
162                 /*
163                  * We dont care about collisions. Nodes with
164                  * the same key stay together.
165                  */
166                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
167                         link = &parent->rb_left;
168                 } else {
169                         link = &parent->rb_right;
170                         leftmost = 0;
171                 }
172         }
173
174         /*
175          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
176          * used):
177          */
178         if (leftmost) {
179                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
180                 /*
181                  * maintain cfs_rq->min_vruntime to be a monotonic increasing
182                  * value tracking the leftmost vruntime in the tree.
183                  */
184                 cfs_rq->min_vruntime =
185                         max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, se->vruntime);
186         }
187
188         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
189         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
190 }
191
192 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
193 {
194         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
195                 struct rb_node *next_node;
196                 struct sched_entity *next;
197
198                 next_node = rb_next(&se->run_node);
199                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
200
201                 if (next_node) {
202                         next = rb_entry(next_node,
203                                         struct sched_entity, run_node);
204                         cfs_rq->min_vruntime =
205                                 max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime,
206                                              next->vruntime);
207                 }
208         }
209
210         if (cfs_rq->next == se)
211                 cfs_rq->next = NULL;
212
213         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
214 }
215
216 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
217 {
218         return cfs_rq->rb_leftmost;
219 }
220
221 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
222 {
223         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
224 }
225
226 static inline struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
227 {
228         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
229
230         if (!last)
231                 return NULL;
232
233         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
234 }
235
236 /**************************************************************
237  * Scheduling class statistics methods:
238  */
239
240 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
241 int sched_nr_latency_handler(struct ctl_table *table, int write,
242                 struct file *filp, void __user *buffer, size_t *lenp,
243                 loff_t *ppos)
244 {
245         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, filp, buffer, lenp, ppos);
246
247         if (ret || !write)
248                 return ret;
249
250         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
251                                         sysctl_sched_min_granularity);
252
253         return 0;
254 }
255 #endif
256
257 /*
258  * The idea is to set a period in which each task runs once.
259  *
260  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
261  * this period because otherwise the slices get too small.
262  *
263  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
264  */
265 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
266 {
267         u64 period = sysctl_sched_latency;
268         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
269
270         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
271                 period = sysctl_sched_min_granularity;
272                 period *= nr_running;
273         }
274
275         return period;
276 }
277
278 /*
279  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
280  * proportional to the weight.
281  *
282  * s = p*w/rw
283  */
284 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
285 {
286         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running);
287
288         slice *= se->load.weight;
289         do_div(slice, cfs_rq->load.weight);
290
291         return slice;
292 }
293
294 /*
295  * We calculate the vruntime slice.
296  *
297  * vs = s/w = p/rw
298  */
299 static u64 __sched_vslice(unsigned long rq_weight, unsigned long nr_running)
300 {
301         u64 vslice = __sched_period(nr_running);
302
303         vslice *= NICE_0_LOAD;
304         do_div(vslice, rq_weight);
305
306         return vslice;
307 }
308
309 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq)
310 {
311         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight, cfs_rq->nr_running);
312 }
313
314 static u64 sched_vslice_add(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
315 {
316         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight + se->load.weight,
317                         cfs_rq->nr_running + 1);
318 }
319
320 /*
321  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
322  * are not in our scheduling class.
323  */
324 static inline void
325 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
326               unsigned long delta_exec)
327 {
328         unsigned long delta_exec_weighted;
329
330         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
331
332         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
333         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
334         delta_exec_weighted = delta_exec;
335         if (unlikely(curr->load.weight != NICE_0_LOAD)) {
336                 delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec_weighted,
337                                                         &curr->load);
338         }
339         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
340 }
341
342 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
343 {
344         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
345         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
346         unsigned long delta_exec;
347
348         if (unlikely(!curr))
349                 return;
350
351         /*
352          * Get the amount of time the current task was running
353          * since the last time we changed load (this cannot
354          * overflow on 32 bits):
355          */
356         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
357
358         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
359         curr->exec_start = now;
360
361         if (entity_is_task(curr)) {
362                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
363
364                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
365         }
366 }
367
368 static inline void
369 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
370 {
371         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
372 }
373
374 /*
375  * Task is being enqueued - update stats:
376  */
377 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
378 {
379         /*
380          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
381          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
382          */
383         if (se != cfs_rq->curr)
384                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
385 }
386
387 static void
388 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
389 {
390         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
391                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
392         schedstat_set(se->wait_count, se->wait_count + 1);
393         schedstat_set(se->wait_sum, se->wait_sum +
394                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start);
395         schedstat_set(se->wait_start, 0);
396 }
397
398 static inline void
399 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
400 {
401         /*
402          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
403          * waiting task:
404          */
405         if (se != cfs_rq->curr)
406                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
407 }
408
409 /*
410  * We are picking a new current task - update its stats:
411  */
412 static inline void
413 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
414 {
415         /*
416          * We are starting a new run period:
417          */
418         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
419 }
420
421 /**************************************************
422  * Scheduling class queueing methods:
423  */
424
425 static void
426 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
427 {
428         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
429         cfs_rq->nr_running++;
430         se->on_rq = 1;
431 }
432
433 static void
434 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
435 {
436         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
437         cfs_rq->nr_running--;
438         se->on_rq = 0;
439 }
440
441 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
442 {
443 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
444         if (se->sleep_start) {
445                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
446                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
447
448                 if ((s64)delta < 0)
449                         delta = 0;
450
451                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
452                         se->sleep_max = delta;
453
454                 se->sleep_start = 0;
455                 se->sum_sleep_runtime += delta;
456
457                 account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
458         }
459         if (se->block_start) {
460                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
461                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
462
463                 if ((s64)delta < 0)
464                         delta = 0;
465
466                 if (unlikely(delta > se->block_max))
467                         se->block_max = delta;
468
469                 se->block_start = 0;
470                 se->sum_sleep_runtime += delta;
471
472                 /*
473                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
474                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
475                  * time that the task spent sleeping:
476                  */
477                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
478
479                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
480                                      delta >> 20);
481                 }
482                 account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
483         }
484 #endif
485 }
486
487 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
488 {
489 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
490         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
491
492         if (d < 0)
493                 d = -d;
494
495         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
496                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
497 #endif
498 }
499
500 static void
501 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
502 {
503         u64 vruntime;
504
505         if (first_fair(cfs_rq)) {
506                 vruntime = min_vruntime(cfs_rq->min_vruntime,
507                                 __pick_next_entity(cfs_rq)->vruntime);
508         } else
509                 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
510
511         if (sched_feat(TREE_AVG)) {
512                 struct sched_entity *last = __pick_last_entity(cfs_rq);
513                 if (last) {
514                         vruntime += last->vruntime;
515                         vruntime >>= 1;
516                 }
517         } else if (sched_feat(APPROX_AVG) && cfs_rq->nr_running)
518                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq)/2;
519
520         /*
521          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
522          * however the extra weight of the new task will slow them down a
523          * little, place the new task so that it fits in the slot that
524          * stays open at the end.
525          */
526         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
527                 vruntime += sched_vslice_add(cfs_rq, se);
528
529         if (!initial) {
530                 /* sleeps upto a single latency don't count. */
531                 if (sched_feat(NEW_FAIR_SLEEPERS))
532                         vruntime -= sysctl_sched_latency;
533
534                 /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
535                 vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
536         }
537
538         se->vruntime = vruntime;
539 }
540
541 static void
542 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
543 {
544         /*
545          * Update run-time statistics of the 'current'.
546          */
547         update_curr(cfs_rq);
548
549         if (wakeup) {
550                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
551                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
552         }
553
554         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
555         check_spread(cfs_rq, se);
556         if (se != cfs_rq->curr)
557                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
558         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
559 }
560
561 static void
562 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
563 {
564         /*
565          * Update run-time statistics of the 'current'.
566          */
567         update_curr(cfs_rq);
568
569         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
570         if (sleep) {
571 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
572                 if (entity_is_task(se)) {
573                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
574
575                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
576                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
577                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
578                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
579                 }
580 #endif
581         }
582
583         if (se != cfs_rq->curr)
584                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
585         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
586 }
587
588 /*
589  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
590  */
591 static void
592 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
593 {
594         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
595
596         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
597         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
598         if (delta_exec > ideal_runtime)
599                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
600 }
601
602 static void
603 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
604 {
605         /* 'current' is not kept within the tree. */
606         if (se->on_rq) {
607                 /*
608                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
609                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
610                  * runqueue.
611                  */
612                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
613                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
614         }
615
616         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
617         cfs_rq->curr = se;
618 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
619         /*
620          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
621          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
622          * when there are only lesser-weight tasks around):
623          */
624         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
625                 se->slice_max = max(se->slice_max,
626                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
627         }
628 #endif
629         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
630 }
631
632 static struct sched_entity *
633 pick_next(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
634 {
635         s64 diff, gran;
636
637         if (!cfs_rq->next)
638                 return se;
639
640         diff = cfs_rq->next->vruntime - se->vruntime;
641         if (diff < 0)
642                 return se;
643
644         gran = calc_delta_fair(sysctl_sched_wakeup_granularity, &cfs_rq->load);
645         if (diff > gran)
646                 return se;
647
648         return cfs_rq->next;
649 }
650
651 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
652 {
653         struct sched_entity *se = NULL;
654
655         if (first_fair(cfs_rq)) {
656                 se = __pick_next_entity(cfs_rq);
657                 se = pick_next(cfs_rq, se);
658                 set_next_entity(cfs_rq, se);
659         }
660
661         return se;
662 }
663
664 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
665 {
666         /*
667          * If still on the runqueue then deactivate_task()
668          * was not called and update_curr() has to be done:
669          */
670         if (prev->on_rq)
671                 update_curr(cfs_rq);
672
673         check_spread(cfs_rq, prev);
674         if (prev->on_rq) {
675                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
676                 /* Put 'current' back into the tree. */
677                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
678         }
679         cfs_rq->curr = NULL;
680 }
681
682 static void
683 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
684 {
685         /*
686          * Update run-time statistics of the 'current'.
687          */
688         update_curr(cfs_rq);
689
690 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
691         /*
692          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
693          * validating it and just reschedule.
694          */
695         if (queued)
696                 return resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
697         /*
698          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
699          */
700         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
701                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
702                 return;
703 #endif
704
705         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
706                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
707 }
708
709 /**************************************************
710  * CFS operations on tasks:
711  */
712
713 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
714
715 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
716 #define for_each_sched_entity(se) \
717                 for (; se; se = se->parent)
718
719 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
720 {
721         return p->se.cfs_rq;
722 }
723
724 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
725 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
726 {
727         return se->cfs_rq;
728 }
729
730 /* runqueue "owned" by this group */
731 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
732 {
733         return grp->my_q;
734 }
735
736 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
737  * another cpu ('this_cpu')
738  */
739 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
740 {
741         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
742 }
743
744 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
745 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
746         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
747
748 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
749 static inline int
750 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
751 {
752         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
753                 return 1;
754
755         return 0;
756 }
757
758 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
759 {
760         return se->parent;
761 }
762
763 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
764
765 #define for_each_sched_entity(se) \
766                 for (; se; se = NULL)
767
768 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
769 {
770         return &task_rq(p)->cfs;
771 }
772
773 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
774 {
775         struct task_struct *p = task_of(se);
776         struct rq *rq = task_rq(p);
777
778         return &rq->cfs;
779 }
780
781 /* runqueue "owned" by this group */
782 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
783 {
784         return NULL;
785 }
786
787 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
788 {
789         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
790 }
791
792 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
793                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
794
795 static inline int
796 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
797 {
798         return 1;
799 }
800
801 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
802 {
803         return NULL;
804 }
805
806 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
807
808 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
809 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
810 {
811         int requeue = rq->curr == p;
812         struct sched_entity *se = &p->se;
813         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
814
815         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
816
817         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
818                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
819                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
820                 s64 delta = slice - ran;
821
822                 if (delta < 0) {
823                         if (rq->curr == p)
824                                 resched_task(p);
825                         return;
826                 }
827
828                 /*
829                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
830                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
831                  */
832                 if (!requeue)
833                         delta = max(10000LL, delta);
834
835                 hrtick_start(rq, delta, requeue);
836         }
837 }
838 #else
839 static inline void
840 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
841 {
842 }
843 #endif
844
845 /*
846  * The enqueue_task method is called before nr_running is
847  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
848  * then put the task into the rbtree:
849  */
850 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
851 {
852         struct cfs_rq *cfs_rq;
853         struct sched_entity *se = &p->se;
854
855         for_each_sched_entity(se) {
856                 if (se->on_rq)
857                         break;
858                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
859                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
860                 wakeup = 1;
861         }
862
863         hrtick_start_fair(rq, rq->curr);
864 }
865
866 /*
867  * The dequeue_task method is called before nr_running is
868  * decreased. We remove the task from the rbtree and
869  * update the fair scheduling stats:
870  */
871 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
872 {
873         struct cfs_rq *cfs_rq;
874         struct sched_entity *se = &p->se;
875
876         for_each_sched_entity(se) {
877                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
878                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
879                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
880                 if (cfs_rq->load.weight)
881                         break;
882                 sleep = 1;
883         }
884
885         hrtick_start_fair(rq, rq->curr);
886 }
887
888 /*
889  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
890  *
891  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
892  */
893 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
894 {
895         struct task_struct *curr = rq->curr;
896         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
897         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
898
899         /*
900          * Are we the only task in the tree?
901          */
902         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
903                 return;
904
905         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
906                 __update_rq_clock(rq);
907                 /*
908                  * Update run-time statistics of the 'current'.
909                  */
910                 update_curr(cfs_rq);
911
912                 return;
913         }
914         /*
915          * Find the rightmost entry in the rbtree:
916          */
917         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
918         /*
919          * Already in the rightmost position?
920          */
921         if (unlikely(rightmost->vruntime < se->vruntime))
922                 return;
923
924         /*
925          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
926          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
927          * 'current' within the tree based on its new key value.
928          */
929         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
930 }
931
932 /*
933  * wake_idle() will wake a task on an idle cpu if task->cpu is
934  * not idle and an idle cpu is available.  The span of cpus to
935  * search starts with cpus closest then further out as needed,
936  * so we always favor a closer, idle cpu.
937  *
938  * Returns the CPU we should wake onto.
939  */
940 #if defined(ARCH_HAS_SCHED_WAKE_IDLE)
941 static int wake_idle(int cpu, struct task_struct *p)
942 {
943         cpumask_t tmp;
944         struct sched_domain *sd;
945         int i;
946
947         /*
948          * If it is idle, then it is the best cpu to run this task.
949          *
950          * This cpu is also the best, if it has more than one task already.
951          * Siblings must be also busy(in most cases) as they didn't already
952          * pickup the extra load from this cpu and hence we need not check
953          * sibling runqueue info. This will avoid the checks and cache miss
954          * penalities associated with that.
955          */
956         if (idle_cpu(cpu) || cpu_rq(cpu)->nr_running > 1)
957                 return cpu;
958
959         for_each_domain(cpu, sd) {
960                 if (sd->flags & SD_WAKE_IDLE) {
961                         cpus_and(tmp, sd->span, p->cpus_allowed);
962                         for_each_cpu_mask(i, tmp) {
963                                 if (idle_cpu(i)) {
964                                         if (i != task_cpu(p)) {
965                                                 schedstat_inc(p,
966                                                        se.nr_wakeups_idle);
967                                         }
968                                         return i;
969                                 }
970                         }
971                 } else {
972                         break;
973                 }
974         }
975         return cpu;
976 }
977 #else
978 static inline int wake_idle(int cpu, struct task_struct *p)
979 {
980         return cpu;
981 }
982 #endif
983
984 #ifdef CONFIG_SMP
985 static int select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sync)
986 {
987         int cpu, this_cpu;
988         struct rq *rq;
989         struct sched_domain *sd, *this_sd = NULL;
990         int new_cpu;
991
992         cpu      = task_cpu(p);
993         rq       = task_rq(p);
994         this_cpu = smp_processor_id();
995         new_cpu  = cpu;
996
997         if (cpu == this_cpu)
998                 goto out_set_cpu;
999
1000         for_each_domain(this_cpu, sd) {
1001                 if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
1002                         this_sd = sd;
1003                         break;
1004                 }
1005         }
1006
1007         if (unlikely(!cpu_isset(this_cpu, p->cpus_allowed)))
1008                 goto out_set_cpu;
1009
1010         /*
1011          * Check for affine wakeup and passive balancing possibilities.
1012          */
1013         if (this_sd) {
1014                 int idx = this_sd->wake_idx;
1015                 unsigned int imbalance;
1016                 unsigned long load, this_load;
1017
1018                 imbalance = 100 + (this_sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1019
1020                 load = source_load(cpu, idx);
1021                 this_load = target_load(this_cpu, idx);
1022
1023                 new_cpu = this_cpu; /* Wake to this CPU if we can */
1024
1025                 if (this_sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1026                         unsigned long tl = this_load;
1027                         unsigned long tl_per_task;
1028
1029                         /*
1030                          * Attract cache-cold tasks on sync wakeups:
1031                          */
1032                         if (sync && !task_hot(p, rq->clock, this_sd))
1033                                 goto out_set_cpu;
1034
1035                         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_affine_attempts);
1036                         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
1037
1038                         /*
1039                          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
1040                          * effect of the currently running task from the load
1041                          * of the current CPU:
1042                          */
1043                         if (sync)
1044                                 tl -= current->se.load.weight;
1045
1046                         if ((tl <= load &&
1047                                 tl + target_load(cpu, idx) <= tl_per_task) ||
1048                                100*(tl + p->se.load.weight) <= imbalance*load) {
1049                                 /*
1050                                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
1051                                  * p is cache cold in this domain, and
1052                                  * there is no bad imbalance.
1053                                  */
1054                                 schedstat_inc(this_sd, ttwu_move_affine);
1055                                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_affine);
1056                                 goto out_set_cpu;
1057                         }
1058                 }
1059
1060                 /*
1061                  * Start passive balancing when half the imbalance_pct
1062                  * limit is reached.
1063                  */
1064                 if (this_sd->flags & SD_WAKE_BALANCE) {
1065                         if (imbalance*this_load <= 100*load) {
1066                                 schedstat_inc(this_sd, ttwu_move_balance);
1067                                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_passive);
1068                                 goto out_set_cpu;
1069                         }
1070                 }
1071         }
1072
1073         new_cpu = cpu; /* Could not wake to this_cpu. Wake to cpu instead */
1074 out_set_cpu:
1075         return wake_idle(new_cpu, p);
1076 }
1077 #endif /* CONFIG_SMP */
1078
1079
1080 /*
1081  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1082  */
1083 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1084 {
1085         struct task_struct *curr = rq->curr;
1086         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1087         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
1088         unsigned long gran;
1089
1090         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
1091                 update_rq_clock(rq);
1092                 update_curr(cfs_rq);
1093                 resched_task(curr);
1094                 return;
1095         }
1096
1097         cfs_rq_of(pse)->next = pse;
1098
1099         /*
1100          * Batch tasks do not preempt (their preemption is driven by
1101          * the tick):
1102          */
1103         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
1104                 return;
1105
1106         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1107                 return;
1108
1109         while (!is_same_group(se, pse)) {
1110                 se = parent_entity(se);
1111                 pse = parent_entity(pse);
1112         }
1113
1114         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1115         /*
1116          * More easily preempt - nice tasks, while not making
1117          * it harder for + nice tasks.
1118          */
1119         if (unlikely(se->load.weight > NICE_0_LOAD))
1120                 gran = calc_delta_fair(gran, &se->load);
1121
1122         if (pse->vruntime + gran < se->vruntime)
1123                 resched_task(curr);
1124 }
1125
1126 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1127 {
1128         struct task_struct *p;
1129         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1130         struct sched_entity *se;
1131
1132         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
1133                 return NULL;
1134
1135         do {
1136                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1137                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1138         } while (cfs_rq);
1139
1140         p = task_of(se);
1141         hrtick_start_fair(rq, p);
1142
1143         return p;
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Account for a descheduled task:
1148  */
1149 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1150 {
1151         struct sched_entity *se = &prev->se;
1152         struct cfs_rq *cfs_rq;
1153
1154         for_each_sched_entity(se) {
1155                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1156                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1157         }
1158 }
1159
1160 #ifdef CONFIG_SMP
1161 /**************************************************
1162  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1163  */
1164
1165 /*
1166  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
1167  * during the whole iteration, the current task might be
1168  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
1169  * achieve that by always pre-iterating before returning
1170  * the current task:
1171  */
1172 static struct task_struct *
1173 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
1174 {
1175         struct task_struct *p;
1176
1177         if (!curr)
1178                 return NULL;
1179
1180         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
1181         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
1182
1183         return p;
1184 }
1185
1186 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
1187 {
1188         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1189
1190         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
1191 }
1192
1193 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
1194 {
1195         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1196
1197         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
1198 }
1199
1200 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1201 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
1202 {
1203         struct sched_entity *curr;
1204         struct task_struct *p;
1205
1206         if (!cfs_rq->nr_running || !first_fair(cfs_rq))
1207                 return MAX_PRIO;
1208
1209         curr = cfs_rq->curr;
1210         if (!curr)
1211                 curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
1212
1213         p = task_of(curr);
1214
1215         return p->prio;
1216 }
1217 #endif
1218
1219 static unsigned long
1220 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1221                   unsigned long max_load_move,
1222                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1223                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1224 {
1225         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1226         long rem_load_move = max_load_move;
1227         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1228
1229         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1230         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1231
1232         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1233 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1234                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
1235                 long imbalance;
1236                 unsigned long maxload;
1237
1238                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
1239
1240                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
1241                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
1242                 if (imbalance <= 0)
1243                         continue;
1244
1245                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
1246                 imbalance /= 2;
1247                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
1248
1249                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
1250 #else
1251 # define maxload rem_load_move
1252 #endif
1253                 /*
1254                  * pass busy_cfs_rq argument into
1255                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1256                  */
1257                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1258                 rem_load_move -= balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1259                                                maxload, sd, idle, all_pinned,
1260                                                this_best_prio,
1261                                                &cfs_rq_iterator);
1262
1263                 if (rem_load_move <= 0)
1264                         break;
1265         }
1266
1267         return max_load_move - rem_load_move;
1268 }
1269
1270 static int
1271 move_one_task_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1272                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1273 {
1274         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1275         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1276
1277         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1278         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1279
1280         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1281                 /*
1282                  * pass busy_cfs_rq argument into
1283                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1284                  */
1285                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1286                 if (iter_move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle,
1287                                        &cfs_rq_iterator))
1288                     return 1;
1289         }
1290
1291         return 0;
1292 }
1293 #endif
1294
1295 /*
1296  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1297  */
1298 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
1299 {
1300         struct cfs_rq *cfs_rq;
1301         struct sched_entity *se = &curr->se;
1302
1303         for_each_sched_entity(se) {
1304                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1305                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
1306         }
1307 }
1308
1309 #define swap(a, b) do { typeof(a) tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp; } while (0)
1310
1311 /*
1312  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1313  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1314  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1315  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1316  * the child is not running yet.
1317  */
1318 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1319 {
1320         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1321         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
1322         int this_cpu = smp_processor_id();
1323
1324         sched_info_queued(p);
1325
1326         update_curr(cfs_rq);
1327         place_entity(cfs_rq, se, 1);
1328
1329         /* 'curr' will be NULL if the child belongs to a different group */
1330         if (sysctl_sched_child_runs_first && this_cpu == task_cpu(p) &&
1331                         curr && curr->vruntime < se->vruntime) {
1332                 /*
1333                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1334                  * 'current' within the tree based on its new key value.
1335                  */
1336                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
1337         }
1338
1339         enqueue_task_fair(rq, p, 0);
1340         resched_task(rq->curr);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
1345  * the current task.
1346  */
1347 static void prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1348                               int oldprio, int running)
1349 {
1350         /*
1351          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
1352          * our priority decreased, or if we are not currently running on
1353          * this runqueue and our priority is higher than the current's
1354          */
1355         if (running) {
1356                 if (p->prio > oldprio)
1357                         resched_task(rq->curr);
1358         } else
1359                 check_preempt_curr(rq, p);
1360 }
1361
1362 /*
1363  * We switched to the sched_fair class.
1364  */
1365 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1366                              int running)
1367 {
1368         /*
1369          * We were most likely switched from sched_rt, so
1370          * kick off the schedule if running, otherwise just see
1371          * if we can still preempt the current task.
1372          */
1373         if (running)
1374                 resched_task(rq->curr);
1375         else
1376                 check_preempt_curr(rq, p);
1377 }
1378
1379 /* Account for a task changing its policy or group.
1380  *
1381  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1382  * migrates between groups/classes.
1383  */
1384 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1385 {
1386         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1387
1388         for_each_sched_entity(se)
1389                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1390 }
1391
1392 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1393 static void moved_group_fair(struct task_struct *p)
1394 {
1395         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1396
1397         update_curr(cfs_rq);
1398         place_entity(cfs_rq, &p->se, 1);
1399 }
1400 #endif
1401
1402 /*
1403  * All the scheduling class methods:
1404  */
1405 static const struct sched_class fair_sched_class = {
1406         .next                   = &idle_sched_class,
1407         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1408         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1409         .yield_task             = yield_task_fair,
1410 #ifdef CONFIG_SMP
1411         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
1412 #endif /* CONFIG_SMP */
1413
1414         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
1415
1416         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1417         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1418
1419 #ifdef CONFIG_SMP
1420         .load_balance           = load_balance_fair,
1421         .move_one_task          = move_one_task_fair,
1422 #endif
1423
1424         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1425         .task_tick              = task_tick_fair,
1426         .task_new               = task_new_fair,
1427
1428         .prio_changed           = prio_changed_fair,
1429         .switched_to            = switched_to_fair,
1430
1431 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1432         .moved_group            = moved_group_fair,
1433 #endif
1434 };
1435
1436 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1437 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1438 {
1439         struct cfs_rq *cfs_rq;
1440
1441 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1442         print_cfs_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->cfs);
1443 #endif
1444         rcu_read_lock();
1445         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1446                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1447         rcu_read_unlock();
1448 }
1449 #endif