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