network drivers: sparse warning fixes
[linux-2.6] / kernel / sched_fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 /*
24  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
25  * (default: 20ms, units: nanoseconds)
26  *
27  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
28  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length.
29  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
30  *  run vmstat and monitor the context-switches field)
31  *
32  * On SMP systems the value of this is multiplied by the log2 of the
33  * number of CPUs. (i.e. factor 2x on 2-way systems, 3x on 4-way
34  * systems, 4x on 8-way systems, 5x on 16-way systems, etc.)
35  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
36  */
37 unsigned int sysctl_sched_latency __read_mostly = 20000000ULL;
38
39 /*
40  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
41  * (default: 2 msec, units: nanoseconds)
42  */
43 unsigned int sysctl_sched_min_granularity __read_mostly = 2000000ULL;
44
45 /*
46  * sys_sched_yield() compat mode
47  *
48  * This option switches the agressive yield implementation of the
49  * old scheduler back on.
50  */
51 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
52
53 /*
54  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
55  * (default: 25 msec, units: nanoseconds)
56  *
57  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
58  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
59  * have immediate wakeup/sleep latencies.
60  */
61 unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity __read_mostly = 25000000UL;
62
63 /*
64  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
65  * (default: 1 msec, units: nanoseconds)
66  *
67  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
68  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
69  * have immediate wakeup/sleep latencies.
70  */
71 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity __read_mostly = 1000000UL;
72
73 unsigned int sysctl_sched_stat_granularity __read_mostly;
74
75 /*
76  * Initialized in sched_init_granularity() [to 5 times the base granularity]:
77  */
78 unsigned int sysctl_sched_runtime_limit __read_mostly;
79
80 /*
81  * Debugging: various feature bits
82  */
83 enum {
84         SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        = 1,
85         SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          = 2,
86         SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     = 4,
87         SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     = 8,
88         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 16,
89         SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         = 32,
90 };
91
92 unsigned int sysctl_sched_features __read_mostly =
93                 SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        *1 |
94                 SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          *0 |
95                 SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     *1 |
96                 SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     *1 |
97                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          *1 |
98                 SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         *0;
99
100 extern struct sched_class fair_sched_class;
101
102 /**************************************************************
103  * CFS operations on generic schedulable entities:
104  */
105
106 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
107
108 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
109 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
110 {
111         return cfs_rq->rq;
112 }
113
114 /* currently running entity (if any) on this cfs_rq */
115 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
116 {
117         return cfs_rq->curr;
118 }
119
120 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
121 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
122
123 static inline void
124 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
125 {
126         cfs_rq->curr = se;
127 }
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 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
137 {
138         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
139
140         if (unlikely(rq->curr->sched_class != &fair_sched_class))
141                 return NULL;
142
143         return &rq->curr->se;
144 }
145
146 #define entity_is_task(se)      1
147
148 static inline void
149 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
150
151 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
152
153 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
154 {
155         return container_of(se, struct task_struct, se);
156 }
157
158
159 /**************************************************************
160  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
161  */
162
163 /*
164  * Enqueue an entity into the rb-tree:
165  */
166 static inline 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                 cfs_rq->rb_leftmost = &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 inline void
210 __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
211 {
212         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
213                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
214         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
215         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
216         cfs_rq->nr_running--;
217         se->on_rq = 0;
218
219         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
220 }
221
222 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
223 {
224         return cfs_rq->rb_leftmost;
225 }
226
227 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
228 {
229         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
230 }
231
232 /**************************************************************
233  * Scheduling class statistics methods:
234  */
235
236 /*
237  * Calculate the preemption granularity needed to schedule every
238  * runnable task once per sysctl_sched_latency amount of time.
239  * (down to a sensible low limit on granularity)
240  *
241  * For example, if there are 2 tasks running and latency is 10 msecs,
242  * we switch tasks every 5 msecs. If we have 3 tasks running, we have
243  * to switch tasks every 3.33 msecs to get a 10 msecs observed latency
244  * for each task. We do finer and finer scheduling up to until we
245  * reach the minimum granularity value.
246  *
247  * To achieve this we use the following dynamic-granularity rule:
248  *
249  *    gran = lat/nr - lat/nr/nr
250  *
251  * This comes out of the following equations:
252  *
253  *    kA1 + gran = kB1
254  *    kB2 + gran = kA2
255  *    kA2 = kA1
256  *    kB2 = kB1 - d + d/nr
257  *    lat = d * nr
258  *
259  * Where 'k' is key, 'A' is task A (waiting), 'B' is task B (running),
260  * '1' is start of time, '2' is end of time, 'd' is delay between
261  * 1 and 2 (during which task B was running), 'nr' is number of tasks
262  * running, 'lat' is the the period of each task. ('lat' is the
263  * sched_latency that we aim for.)
264  */
265 static long
266 sched_granularity(struct cfs_rq *cfs_rq)
267 {
268         unsigned int gran = sysctl_sched_latency;
269         unsigned int nr = cfs_rq->nr_running;
270
271         if (nr > 1) {
272                 gran = gran/nr - gran/nr/nr;
273                 gran = max(gran, sysctl_sched_min_granularity);
274         }
275
276         return gran;
277 }
278
279 /*
280  * We rescale the rescheduling granularity of tasks according to their
281  * nice level, but only linearly, not exponentially:
282  */
283 static long
284 niced_granularity(struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
285 {
286         u64 tmp;
287
288         if (likely(curr->load.weight == NICE_0_LOAD))
289                 return granularity;
290         /*
291          * Positive nice levels get the same granularity as nice-0:
292          */
293         if (likely(curr->load.weight < NICE_0_LOAD)) {
294                 tmp = curr->load.weight * (u64)granularity;
295                 return (long) (tmp >> NICE_0_SHIFT);
296         }
297         /*
298          * Negative nice level tasks get linearly finer
299          * granularity:
300          */
301         tmp = curr->load.inv_weight * (u64)granularity;
302
303         /*
304          * It will always fit into 'long':
305          */
306         return (long) (tmp >> (WMULT_SHIFT-NICE_0_SHIFT));
307 }
308
309 static inline void
310 limit_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
311 {
312         long limit = sysctl_sched_runtime_limit;
313
314         /*
315          * Niced tasks have the same history dynamic range as
316          * non-niced tasks:
317          */
318         if (unlikely(se->wait_runtime > limit)) {
319                 se->wait_runtime = limit;
320                 schedstat_inc(se, wait_runtime_overruns);
321                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_overruns);
322         }
323         if (unlikely(se->wait_runtime < -limit)) {
324                 se->wait_runtime = -limit;
325                 schedstat_inc(se, wait_runtime_underruns);
326                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_underruns);
327         }
328 }
329
330 static inline void
331 __add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
332 {
333         se->wait_runtime += delta;
334         schedstat_add(se, sum_wait_runtime, delta);
335         limit_wait_runtime(cfs_rq, se);
336 }
337
338 static void
339 add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
340 {
341         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
342         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta);
343         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
344 }
345
346 /*
347  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
348  * are not in our scheduling class.
349  */
350 static inline void
351 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
352 {
353         unsigned long delta, delta_exec, delta_fair, delta_mine;
354         struct load_weight *lw = &cfs_rq->load;
355         unsigned long load = lw->weight;
356
357         delta_exec = curr->delta_exec;
358         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
359
360         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
361         cfs_rq->exec_clock += delta_exec;
362
363         if (unlikely(!load))
364                 return;
365
366         delta_fair = calc_delta_fair(delta_exec, lw);
367         delta_mine = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
368
369         if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_min_granularity) {
370                 delta = min((u64)delta_mine, cfs_rq->sleeper_bonus);
371                 delta = min(delta, (unsigned long)(
372                         (long)sysctl_sched_runtime_limit - curr->wait_runtime));
373                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
374                 delta_mine -= delta;
375         }
376
377         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
378         /*
379          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
380          * but we were only entitled to delta_mine amount of
381          * time during that period (if nr_running == 1 then
382          * the two values are equal)
383          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
384          */
385         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
386 }
387
388 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
389 {
390         struct sched_entity *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
391         unsigned long delta_exec;
392
393         if (unlikely(!curr))
394                 return;
395
396         /*
397          * Get the amount of time the current task was running
398          * since the last time we changed load (this cannot
399          * overflow on 32 bits):
400          */
401         delta_exec = (unsigned long)(rq_of(cfs_rq)->clock - curr->exec_start);
402
403         curr->delta_exec += delta_exec;
404
405         if (unlikely(curr->delta_exec > sysctl_sched_stat_granularity)) {
406                 __update_curr(cfs_rq, curr);
407                 curr->delta_exec = 0;
408         }
409         curr->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
410 }
411
412 static inline void
413 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
414 {
415         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
416         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
417 }
418
419 /*
420  * We calculate fair deltas here, so protect against the random effects
421  * of a multiplication overflow by capping it to the runtime limit:
422  */
423 #if BITS_PER_LONG == 32
424 static inline unsigned long
425 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
426 {
427         u64 tmp = (u64)delta * weight >> shift;
428
429         if (unlikely(tmp > sysctl_sched_runtime_limit*2))
430                 return sysctl_sched_runtime_limit*2;
431         return tmp;
432 }
433 #else
434 static inline unsigned long
435 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
436 {
437         return delta * weight >> shift;
438 }
439 #endif
440
441 /*
442  * Task is being enqueued - update stats:
443  */
444 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
445 {
446         s64 key;
447
448         /*
449          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
450          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
451          */
452         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
453                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
454         /*
455          * Update the key:
456          */
457         key = cfs_rq->fair_clock;
458
459         /*
460          * Optimize the common nice 0 case:
461          */
462         if (likely(se->load.weight == NICE_0_LOAD)) {
463                 key -= se->wait_runtime;
464         } else {
465                 u64 tmp;
466
467                 if (se->wait_runtime < 0) {
468                         tmp = -se->wait_runtime;
469                         key += (tmp * se->load.inv_weight) >>
470                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
471                 } else {
472                         tmp = se->wait_runtime;
473                         key -= (tmp * se->load.inv_weight) >>
474                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
475                 }
476         }
477
478         se->fair_key = key;
479 }
480
481 /*
482  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
483  */
484 static inline void
485 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
486 {
487         unsigned long delta_fair = se->delta_fair_run;
488
489         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
490                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
491
492         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
493                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
494                                                         NICE_0_SHIFT);
495
496         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
497 }
498
499 static void
500 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
501 {
502         unsigned long delta_fair;
503
504         if (unlikely(!se->wait_start_fair))
505                 return;
506
507         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
508                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
509
510         se->delta_fair_run += delta_fair;
511         if (unlikely(abs(se->delta_fair_run) >=
512                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
513                 __update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
514                 se->delta_fair_run = 0;
515         }
516
517         se->wait_start_fair = 0;
518         schedstat_set(se->wait_start, 0);
519 }
520
521 static inline void
522 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
523 {
524         update_curr(cfs_rq);
525         /*
526          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
527          * waiting task:
528          */
529         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
530                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
531 }
532
533 /*
534  * We are picking a new current task - update its stats:
535  */
536 static inline void
537 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
538 {
539         /*
540          * We are starting a new run period:
541          */
542         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
543 }
544
545 /*
546  * We are descheduling a task - update its stats:
547  */
548 static inline void
549 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
550 {
551         se->exec_start = 0;
552 }
553
554 /**************************************************
555  * Scheduling class queueing methods:
556  */
557
558 static void __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
559 {
560         unsigned long load = cfs_rq->load.weight, delta_fair;
561         long prev_runtime;
562
563         /*
564          * Do not boost sleepers if there's too much bonus 'in flight'
565          * already:
566          */
567         if (unlikely(cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_runtime_limit))
568                 return;
569
570         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
571                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
572
573         delta_fair = se->delta_fair_sleep;
574
575         /*
576          * Fix up delta_fair with the effect of us running
577          * during the whole sleep period:
578          */
579         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
580                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
581                                                 load + se->load.weight);
582
583         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
584                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
585                                                         NICE_0_SHIFT);
586
587         prev_runtime = se->wait_runtime;
588         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
589         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
590
591         /*
592          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
593          */
594         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
595 }
596
597 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
598 {
599         struct task_struct *tsk = task_of(se);
600         unsigned long delta_fair;
601
602         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
603                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
604                 return;
605
606         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
607                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
608
609         se->delta_fair_sleep += delta_fair;
610         if (unlikely(abs(se->delta_fair_sleep) >=
611                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
612                 __enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
613                 se->delta_fair_sleep = 0;
614         }
615
616         se->sleep_start_fair = 0;
617
618 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
619         if (se->sleep_start) {
620                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
621
622                 if ((s64)delta < 0)
623                         delta = 0;
624
625                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
626                         se->sleep_max = delta;
627
628                 se->sleep_start = 0;
629                 se->sum_sleep_runtime += delta;
630         }
631         if (se->block_start) {
632                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
633
634                 if ((s64)delta < 0)
635                         delta = 0;
636
637                 if (unlikely(delta > se->block_max))
638                         se->block_max = delta;
639
640                 se->block_start = 0;
641                 se->sum_sleep_runtime += delta;
642
643                 /*
644                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
645                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
646                  * time that the task spent sleeping:
647                  */
648                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
649                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
650                                      delta >> 20);
651                 }
652         }
653 #endif
654 }
655
656 static void
657 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
658 {
659         /*
660          * Update the fair clock.
661          */
662         update_curr(cfs_rq);
663
664         if (wakeup)
665                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
666
667         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
668         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
669 }
670
671 static void
672 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
673 {
674         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
675         if (sleep) {
676                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
677 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
678                 if (entity_is_task(se)) {
679                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
680
681                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
682                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
683                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
684                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
685                 }
686 #endif
687         }
688         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
689 }
690
691 /*
692  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
693  */
694 static void
695 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
696                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
697 {
698         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
699         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
700
701         /*
702          * ideal_runtime is compared against sum_exec_runtime, which is
703          * walltime, hence do not scale.
704          */
705         ideal_runtime = max(sysctl_sched_latency / cfs_rq->nr_running,
706                         (unsigned long)sysctl_sched_min_granularity);
707
708         /*
709          * If we executed more than what the latency constraint suggests,
710          * reduce the rescheduling granularity. This way the total latency
711          * of how much a task is not scheduled converges to
712          * sysctl_sched_latency:
713          */
714         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
715         if (delta_exec > ideal_runtime)
716                 granularity = 0;
717
718         /*
719          * Take scheduling granularity into account - do not
720          * preempt the current task unless the best task has
721          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
722          *
723          * scale granularity as key space is in fair_clock.
724          */
725         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
726                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
727 }
728
729 static inline void
730 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
731 {
732         /*
733          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
734          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
735          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
736          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
737          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
738          */
739         update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
740         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
741         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
742         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
743 }
744
745 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
746 {
747         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
748
749         set_next_entity(cfs_rq, se);
750
751         return se;
752 }
753
754 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
755 {
756         /*
757          * If still on the runqueue then deactivate_task()
758          * was not called and update_curr() has to be done:
759          */
760         if (prev->on_rq)
761                 update_curr(cfs_rq);
762
763         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
764
765         if (prev->on_rq)
766                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
767         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
768 }
769
770 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
771 {
772         struct sched_entity *next;
773
774         /*
775          * Dequeue and enqueue the task to update its
776          * position within the tree:
777          */
778         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0);
779         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0);
780
781         /*
782          * Reschedule if another task tops the current one.
783          */
784         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
785         if (next == curr)
786                 return;
787
788         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr,
789                         sched_granularity(cfs_rq));
790 }
791
792 /**************************************************
793  * CFS operations on tasks:
794  */
795
796 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
797
798 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
799 #define for_each_sched_entity(se) \
800                 for (; se; se = se->parent)
801
802 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
803 {
804         return p->se.cfs_rq;
805 }
806
807 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
808 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
809 {
810         return se->cfs_rq;
811 }
812
813 /* runqueue "owned" by this group */
814 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
815 {
816         return grp->my_q;
817 }
818
819 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
820  * another cpu ('this_cpu')
821  */
822 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
823 {
824         /* A later patch will take group into account */
825         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
826 }
827
828 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
829 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
830         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
831
832 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
833 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
834 {
835         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
836                 return 1;
837
838         return 0;
839 }
840
841 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
842
843 #define for_each_sched_entity(se) \
844                 for (; se; se = NULL)
845
846 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
847 {
848         return &task_rq(p)->cfs;
849 }
850
851 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
852 {
853         struct task_struct *p = task_of(se);
854         struct rq *rq = task_rq(p);
855
856         return &rq->cfs;
857 }
858
859 /* runqueue "owned" by this group */
860 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
861 {
862         return NULL;
863 }
864
865 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
866 {
867         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
868 }
869
870 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
871                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
872
873 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
874 {
875         return 1;
876 }
877
878 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
879
880 /*
881  * The enqueue_task method is called before nr_running is
882  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
883  * then put the task into the rbtree:
884  */
885 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
886 {
887         struct cfs_rq *cfs_rq;
888         struct sched_entity *se = &p->se;
889
890         for_each_sched_entity(se) {
891                 if (se->on_rq)
892                         break;
893                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
894                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
895         }
896 }
897
898 /*
899  * The dequeue_task method is called before nr_running is
900  * decreased. We remove the task from the rbtree and
901  * update the fair scheduling stats:
902  */
903 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
904 {
905         struct cfs_rq *cfs_rq;
906         struct sched_entity *se = &p->se;
907
908         for_each_sched_entity(se) {
909                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
910                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
911                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
912                 if (cfs_rq->load.weight)
913                         break;
914         }
915 }
916
917 /*
918  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
919  *
920  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
921  */
922 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
923 {
924         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
925         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
926         struct sched_entity *rightmost, *se = &p->se;
927         struct rb_node *parent;
928
929         /*
930          * Are we the only task in the tree?
931          */
932         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
933                 return;
934
935         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
936                 __update_rq_clock(rq);
937                 /*
938                  * Dequeue and enqueue the task to update its
939                  * position within the tree:
940                  */
941                 dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
942                 enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0);
943
944                 return;
945         }
946         /*
947          * Find the rightmost entry in the rbtree:
948          */
949         do {
950                 parent = *link;
951                 link = &parent->rb_right;
952         } while (*link);
953
954         rightmost = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
955         /*
956          * Already in the rightmost position?
957          */
958         if (unlikely(rightmost == se))
959                 return;
960
961         /*
962          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
963          */
964         se->fair_key = rightmost->fair_key + 1;
965
966         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
967                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
968         /*
969          * Relink the task to the rightmost position:
970          */
971         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
972         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
973         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
974 }
975
976 /*
977  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
978  */
979 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
980 {
981         struct task_struct *curr = rq->curr;
982         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
983         unsigned long gran;
984
985         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
986                 update_rq_clock(rq);
987                 update_curr(cfs_rq);
988                 resched_task(curr);
989                 return;
990         }
991
992         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
993         /*
994          * Batch tasks prefer throughput over latency:
995          */
996         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
997                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
998
999         if (is_same_group(curr, p))
1000                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
1001 }
1002
1003 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1004 {
1005         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1006         struct sched_entity *se;
1007
1008         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
1009                 return NULL;
1010
1011         do {
1012                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1013                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1014         } while (cfs_rq);
1015
1016         return task_of(se);
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Account for a descheduled task:
1021  */
1022 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1023 {
1024         struct sched_entity *se = &prev->se;
1025         struct cfs_rq *cfs_rq;
1026
1027         for_each_sched_entity(se) {
1028                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1029                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1030         }
1031 }
1032
1033 /**************************************************
1034  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1035  */
1036
1037 /*
1038  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
1039  * during the whole iteration, the current task might be
1040  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
1041  * achieve that by always pre-iterating before returning
1042  * the current task:
1043  */
1044 static inline struct task_struct *
1045 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
1046 {
1047         struct task_struct *p;
1048
1049         if (!curr)
1050                 return NULL;
1051
1052         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
1053         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
1054
1055         return p;
1056 }
1057
1058 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
1059 {
1060         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1061
1062         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
1063 }
1064
1065 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
1066 {
1067         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1068
1069         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
1070 }
1071
1072 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1073 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
1074 {
1075         struct sched_entity *curr;
1076         struct task_struct *p;
1077
1078         if (!cfs_rq->nr_running)
1079                 return MAX_PRIO;
1080
1081         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
1082         p = task_of(curr);
1083
1084         return p->prio;
1085 }
1086 #endif
1087
1088 static unsigned long
1089 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1090                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
1091                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1092                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1093 {
1094         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1095         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
1096         long rem_load_move = max_load_move;
1097         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1098
1099         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1100         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1101
1102         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1103 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1104                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
1105                 long imbalance;
1106                 unsigned long maxload;
1107
1108                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
1109
1110                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
1111                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
1112                 if (imbalance <= 0)
1113                         continue;
1114
1115                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
1116                 imbalance /= 2;
1117                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
1118
1119                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
1120 #else
1121 # define maxload rem_load_move
1122 #endif
1123                 /* pass busy_cfs_rq argument into
1124                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1125                  */
1126                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1127                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1128                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
1129                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
1130
1131                 total_nr_moved += nr_moved;
1132                 max_nr_move -= nr_moved;
1133                 rem_load_move -= load_moved;
1134
1135                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
1136                         break;
1137         }
1138
1139         return max_load_move - rem_load_move;
1140 }
1141
1142 /*
1143  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1144  */
1145 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1146 {
1147         struct cfs_rq *cfs_rq;
1148         struct sched_entity *se = &curr->se;
1149
1150         for_each_sched_entity(se) {
1151                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1152                 entity_tick(cfs_rq, se);
1153         }
1154 }
1155
1156 /*
1157  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1158  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1159  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1160  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1161  * the child is not running yet.
1162  */
1163 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1164 {
1165         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1166         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
1167
1168         sched_info_queued(p);
1169
1170         update_curr(cfs_rq);
1171         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1172         /*
1173          * Child runs first: we let it run before the parent
1174          * until it reschedules once. We set up the key so that
1175          * it will preempt the parent:
1176          */
1177         se->fair_key = curr->fair_key -
1178                 niced_granularity(curr, sched_granularity(cfs_rq)) - 1;
1179         /*
1180          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1181          * so do not credit it with that waiting time yet:
1182          */
1183         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1184                 se->wait_start_fair = 0;
1185
1186         /*
1187          * The statistical average of wait_runtime is about
1188          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1189          */
1190         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1191                 se->wait_runtime = -(sched_granularity(cfs_rq) / 2);
1192
1193         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1194 }
1195
1196 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1197 /* Account for a task changing its policy or group.
1198  *
1199  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1200  * migrates between groups/classes.
1201  */
1202 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1203 {
1204         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1205
1206         for_each_sched_entity(se)
1207                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1208 }
1209 #else
1210 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1211 {
1212 }
1213 #endif
1214
1215 /*
1216  * All the scheduling class methods:
1217  */
1218 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1219         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1220         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1221         .yield_task             = yield_task_fair,
1222
1223         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1224
1225         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1226         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1227
1228         .load_balance           = load_balance_fair,
1229
1230         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1231         .task_tick              = task_tick_fair,
1232         .task_new               = task_new_fair,
1233 };
1234
1235 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1236 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1237 {
1238         struct cfs_rq *cfs_rq;
1239
1240         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1241                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1242 }
1243 #endif