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