sched: speed up context-switches a bit
[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  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
30  * based scheduling concepts.
31  *
32  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
33  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
34  */
35 const_debug unsigned int sysctl_sched_latency = 20000000ULL;
36
37 /*
38  * After fork, child runs first. (default) If set to 0 then
39  * parent will (try to) run first.
40  */
41 const_debug unsigned int sysctl_sched_child_runs_first = 1;
42
43 /*
44  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
45  * (default: 2 msec, units: nanoseconds)
46  */
47 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_latency = 20;
48
49 /*
50  * sys_sched_yield() compat mode
51  *
52  * This option switches the agressive yield implementation of the
53  * old scheduler back on.
54  */
55 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
56
57 /*
58  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
59  * (default: 10 msec, units: nanoseconds)
60  *
61  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
62  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
63  * have immediate wakeup/sleep latencies.
64  */
65 const_debug unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity = 10000000UL;
66
67 /*
68  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
69  * (default: 10 msec, units: nanoseconds)
70  *
71  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
72  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
73  * have immediate wakeup/sleep latencies.
74  */
75 const_debug unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 10000000UL;
76
77 /**************************************************************
78  * CFS operations on generic schedulable entities:
79  */
80
81 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
82
83 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
84 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
85 {
86         return cfs_rq->rq;
87 }
88
89 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
90 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
91
92 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
93
94 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
95 {
96         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
97 }
98
99 #define entity_is_task(se)      1
100
101 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
102
103 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
104 {
105         return container_of(se, struct task_struct, se);
106 }
107
108
109 /**************************************************************
110  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
111  */
112
113 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
114 {
115         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
116         if (delta > 0)
117                 min_vruntime = vruntime;
118
119         return min_vruntime;
120 }
121
122 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
123 {
124         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
125         if (delta < 0)
126                 min_vruntime = vruntime;
127
128         return min_vruntime;
129 }
130
131 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
132 {
133         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
134 }
135
136 /*
137  * Enqueue an entity into the rb-tree:
138  */
139 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
140 {
141         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
142         struct rb_node *parent = NULL;
143         struct sched_entity *entry;
144         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
145         int leftmost = 1;
146
147         /*
148          * Find the right place in the rbtree:
149          */
150         while (*link) {
151                 parent = *link;
152                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
153                 /*
154                  * We dont care about collisions. Nodes with
155                  * the same key stay together.
156                  */
157                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
158                         link = &parent->rb_left;
159                 } else {
160                         link = &parent->rb_right;
161                         leftmost = 0;
162                 }
163         }
164
165         /*
166          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
167          * used):
168          */
169         if (leftmost)
170                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
171
172         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
173         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
174 }
175
176 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
177 {
178         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
179                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
180
181         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
182 }
183
184 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
185 {
186         return cfs_rq->rb_leftmost;
187 }
188
189 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
190 {
191         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
192 }
193
194 static inline struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
195 {
196         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
197         struct sched_entity *se = NULL;
198         struct rb_node *parent;
199
200         while (*link) {
201                 parent = *link;
202                 se = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
203                 link = &parent->rb_right;
204         }
205
206         return se;
207 }
208
209 /**************************************************************
210  * Scheduling class statistics methods:
211  */
212
213
214 /*
215  * The idea is to set a period in which each task runs once.
216  *
217  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
218  * this period because otherwise the slices get too small.
219  *
220  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
221  */
222 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
223 {
224         u64 period = sysctl_sched_latency;
225         unsigned long nr_latency = sysctl_sched_nr_latency;
226
227         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
228                 period *= nr_running;
229                 do_div(period, nr_latency);
230         }
231
232         return period;
233 }
234
235 /*
236  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
237  * proportional to the weight.
238  *
239  * s = p*w/rw
240  */
241 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
242 {
243         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running);
244
245         slice *= se->load.weight;
246         do_div(slice, cfs_rq->load.weight);
247
248         return slice;
249 }
250
251 /*
252  * We calculate the vruntime slice.
253  *
254  * vs = s/w = p/rw
255  */
256 static u64 __sched_vslice(unsigned long rq_weight, unsigned long nr_running)
257 {
258         u64 vslice = __sched_period(nr_running);
259
260         do_div(vslice, rq_weight);
261
262         return vslice;
263 }
264
265 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq)
266 {
267         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight, cfs_rq->nr_running);
268 }
269
270 static u64 sched_vslice_add(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
271 {
272         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight + se->load.weight,
273                         cfs_rq->nr_running + 1);
274 }
275
276 /*
277  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
278  * are not in our scheduling class.
279  */
280 static inline void
281 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
282               unsigned long delta_exec)
283 {
284         unsigned long delta_exec_weighted;
285         u64 vruntime;
286
287         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
288
289         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
290         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
291         delta_exec_weighted = delta_exec;
292         if (unlikely(curr->load.weight != NICE_0_LOAD)) {
293                 delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec_weighted,
294                                                         &curr->load);
295         }
296         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
297
298         /*
299          * maintain cfs_rq->min_vruntime to be a monotonic increasing
300          * value tracking the leftmost vruntime in the tree.
301          */
302         if (first_fair(cfs_rq)) {
303                 vruntime = min_vruntime(curr->vruntime,
304                                 __pick_next_entity(cfs_rq)->vruntime);
305         } else
306                 vruntime = curr->vruntime;
307
308         cfs_rq->min_vruntime =
309                 max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
310 }
311
312 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
313 {
314         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
315         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
316         unsigned long delta_exec;
317
318         if (unlikely(!curr))
319                 return;
320
321         /*
322          * Get the amount of time the current task was running
323          * since the last time we changed load (this cannot
324          * overflow on 32 bits):
325          */
326         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
327
328         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
329         curr->exec_start = now;
330 }
331
332 static inline void
333 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
334 {
335         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
336 }
337
338 /*
339  * Task is being enqueued - update stats:
340  */
341 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
342 {
343         /*
344          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
345          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
346          */
347         if (se != cfs_rq->curr)
348                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
349 }
350
351 static void
352 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
353 {
354         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
355                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
356         schedstat_set(se->wait_start, 0);
357 }
358
359 static inline void
360 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
361 {
362         /*
363          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
364          * waiting task:
365          */
366         if (se != cfs_rq->curr)
367                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
368 }
369
370 /*
371  * We are picking a new current task - update its stats:
372  */
373 static inline void
374 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
375 {
376         /*
377          * We are starting a new run period:
378          */
379         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
380 }
381
382 /**************************************************
383  * Scheduling class queueing methods:
384  */
385
386 static void
387 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
388 {
389         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
390         cfs_rq->nr_running++;
391         se->on_rq = 1;
392 }
393
394 static void
395 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
396 {
397         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
398         cfs_rq->nr_running--;
399         se->on_rq = 0;
400 }
401
402 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
403 {
404 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
405         if (se->sleep_start) {
406                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
407
408                 if ((s64)delta < 0)
409                         delta = 0;
410
411                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
412                         se->sleep_max = delta;
413
414                 se->sleep_start = 0;
415                 se->sum_sleep_runtime += delta;
416         }
417         if (se->block_start) {
418                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
419
420                 if ((s64)delta < 0)
421                         delta = 0;
422
423                 if (unlikely(delta > se->block_max))
424                         se->block_max = delta;
425
426                 se->block_start = 0;
427                 se->sum_sleep_runtime += delta;
428
429                 /*
430                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
431                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
432                  * time that the task spent sleeping:
433                  */
434                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
435                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
436
437                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
438                                      delta >> 20);
439                 }
440         }
441 #endif
442 }
443
444 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
445 {
446 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
447         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
448
449         if (d < 0)
450                 d = -d;
451
452         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
453                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
454 #endif
455 }
456
457 static void
458 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
459 {
460         u64 vruntime;
461
462         vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
463
464         if (sched_feat(TREE_AVG)) {
465                 struct sched_entity *last = __pick_last_entity(cfs_rq);
466                 if (last) {
467                         vruntime += last->vruntime;
468                         vruntime >>= 1;
469                 }
470         } else if (sched_feat(APPROX_AVG) && cfs_rq->nr_running)
471                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq)/2;
472
473         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
474                 vruntime += sched_vslice_add(cfs_rq, se);
475
476         if (!initial) {
477                 if (sched_feat(NEW_FAIR_SLEEPERS) && entity_is_task(se) &&
478                                 task_of(se)->policy != SCHED_BATCH)
479                         vruntime -= sysctl_sched_latency;
480
481                 vruntime = max_t(s64, vruntime, se->vruntime);
482         }
483
484         se->vruntime = vruntime;
485
486 }
487
488 static void
489 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
490 {
491         /*
492          * Update run-time statistics of the 'current'.
493          */
494         update_curr(cfs_rq);
495
496         if (wakeup) {
497                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
498                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
499         }
500
501         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
502         check_spread(cfs_rq, se);
503         if (se != cfs_rq->curr)
504                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
505         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
506 }
507
508 static void
509 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
510 {
511         /*
512          * Update run-time statistics of the 'current'.
513          */
514         update_curr(cfs_rq);
515
516         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
517         if (sleep) {
518                 se->peer_preempt = 0;
519 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
520                 if (entity_is_task(se)) {
521                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
522
523                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
524                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
525                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
526                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
527                 }
528 #endif
529         }
530
531         if (se != cfs_rq->curr)
532                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
533         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
534 }
535
536 /*
537  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
538  */
539 static void
540 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
541 {
542         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
543
544         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
545         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
546         if (delta_exec > ideal_runtime ||
547                         (sched_feat(PREEMPT_RESTRICT) && curr->peer_preempt))
548                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
549         curr->peer_preempt = 0;
550 }
551
552 static void
553 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
554 {
555         /* 'current' is not kept within the tree. */
556         if (se->on_rq) {
557                 /*
558                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
559                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
560                  * runqueue.
561                  */
562                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
563                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
564         }
565
566         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
567         cfs_rq->curr = se;
568 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
569         /*
570          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
571          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
572          * when there are only lesser-weight tasks around):
573          */
574         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
575                 se->slice_max = max(se->slice_max,
576                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
577         }
578 #endif
579         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
580 }
581
582 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
583 {
584         struct sched_entity *se = NULL;
585
586         if (first_fair(cfs_rq)) {
587                 se = __pick_next_entity(cfs_rq);
588                 set_next_entity(cfs_rq, se);
589         }
590
591         return se;
592 }
593
594 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
595 {
596         /*
597          * If still on the runqueue then deactivate_task()
598          * was not called and update_curr() has to be done:
599          */
600         if (prev->on_rq)
601                 update_curr(cfs_rq);
602
603         check_spread(cfs_rq, prev);
604         if (prev->on_rq) {
605                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
606                 /* Put 'current' back into the tree. */
607                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
608         }
609         cfs_rq->curr = NULL;
610 }
611
612 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
613 {
614         /*
615          * Update run-time statistics of the 'current'.
616          */
617         update_curr(cfs_rq);
618
619         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
620                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
621 }
622
623 /**************************************************
624  * CFS operations on tasks:
625  */
626
627 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
628
629 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
630 #define for_each_sched_entity(se) \
631                 for (; se; se = se->parent)
632
633 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
634 {
635         return p->se.cfs_rq;
636 }
637
638 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
639 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
640 {
641         return se->cfs_rq;
642 }
643
644 /* runqueue "owned" by this group */
645 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
646 {
647         return grp->my_q;
648 }
649
650 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
651  * another cpu ('this_cpu')
652  */
653 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
654 {
655         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
656 }
657
658 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
659 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
660         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
661
662 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
663 static inline int
664 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
665 {
666         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
667                 return 1;
668
669         return 0;
670 }
671
672 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
673 {
674         return se->parent;
675 }
676
677 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
678
679 #define for_each_sched_entity(se) \
680                 for (; se; se = NULL)
681
682 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
683 {
684         return &task_rq(p)->cfs;
685 }
686
687 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
688 {
689         struct task_struct *p = task_of(se);
690         struct rq *rq = task_rq(p);
691
692         return &rq->cfs;
693 }
694
695 /* runqueue "owned" by this group */
696 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
697 {
698         return NULL;
699 }
700
701 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
702 {
703         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
704 }
705
706 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
707                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
708
709 static inline int
710 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
711 {
712         return 1;
713 }
714
715 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
716 {
717         return NULL;
718 }
719
720 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
721
722 /*
723  * The enqueue_task method is called before nr_running is
724  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
725  * then put the task into the rbtree:
726  */
727 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
728 {
729         struct cfs_rq *cfs_rq;
730         struct sched_entity *se = &p->se;
731
732         for_each_sched_entity(se) {
733                 if (se->on_rq)
734                         break;
735                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
736                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
737                 wakeup = 1;
738         }
739 }
740
741 /*
742  * The dequeue_task method is called before nr_running is
743  * decreased. We remove the task from the rbtree and
744  * update the fair scheduling stats:
745  */
746 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
747 {
748         struct cfs_rq *cfs_rq;
749         struct sched_entity *se = &p->se;
750
751         for_each_sched_entity(se) {
752                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
753                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
754                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
755                 if (cfs_rq->load.weight)
756                         break;
757                 sleep = 1;
758         }
759 }
760
761 /*
762  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
763  *
764  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
765  */
766 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
767 {
768         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(rq->curr);
769         struct sched_entity *rightmost, *se = &rq->curr->se;
770
771         /*
772          * Are we the only task in the tree?
773          */
774         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
775                 return;
776
777         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
778                 __update_rq_clock(rq);
779                 /*
780                  * Update run-time statistics of the 'current'.
781                  */
782                 update_curr(cfs_rq);
783
784                 return;
785         }
786         /*
787          * Find the rightmost entry in the rbtree:
788          */
789         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
790         /*
791          * Already in the rightmost position?
792          */
793         if (unlikely(rightmost->vruntime < se->vruntime))
794                 return;
795
796         /*
797          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
798          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
799          * 'current' within the tree based on its new key value.
800          */
801         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
802 }
803
804 /*
805  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
806  */
807 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p)
808 {
809         struct task_struct *curr = rq->curr;
810         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
811         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
812         s64 delta, gran;
813
814         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
815                 update_rq_clock(rq);
816                 update_curr(cfs_rq);
817                 resched_task(curr);
818                 return;
819         }
820         /*
821          * Batch tasks do not preempt (their preemption is driven by
822          * the tick):
823          */
824         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
825                 return;
826
827         if (sched_feat(WAKEUP_PREEMPT)) {
828                 while (!is_same_group(se, pse)) {
829                         se = parent_entity(se);
830                         pse = parent_entity(pse);
831                 }
832
833                 delta = se->vruntime - pse->vruntime;
834                 gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
835                 if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
836                         gran = calc_delta_fair(gran, &se->load);
837
838                 if (delta > gran) {
839                         int now = !sched_feat(PREEMPT_RESTRICT);
840
841                         if (now || p->prio < curr->prio || !se->peer_preempt++)
842                                 resched_task(curr);
843                 }
844         }
845 }
846
847 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
848 {
849         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
850         struct sched_entity *se;
851
852         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
853                 return NULL;
854
855         do {
856                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
857                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
858         } while (cfs_rq);
859
860         return task_of(se);
861 }
862
863 /*
864  * Account for a descheduled task:
865  */
866 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
867 {
868         struct sched_entity *se = &prev->se;
869         struct cfs_rq *cfs_rq;
870
871         for_each_sched_entity(se) {
872                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
873                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
874         }
875 }
876
877 /**************************************************
878  * Fair scheduling class load-balancing methods:
879  */
880
881 /*
882  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
883  * during the whole iteration, the current task might be
884  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
885  * achieve that by always pre-iterating before returning
886  * the current task:
887  */
888 static struct task_struct *
889 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
890 {
891         struct task_struct *p;
892
893         if (!curr)
894                 return NULL;
895
896         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
897         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
898
899         return p;
900 }
901
902 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
903 {
904         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
905
906         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
907 }
908
909 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
910 {
911         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
912
913         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
914 }
915
916 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
917 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
918 {
919         struct sched_entity *curr;
920         struct task_struct *p;
921
922         if (!cfs_rq->nr_running)
923                 return MAX_PRIO;
924
925         curr = cfs_rq->curr;
926         if (!curr)
927                 curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
928
929         p = task_of(curr);
930
931         return p->prio;
932 }
933 #endif
934
935 static unsigned long
936 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
937                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
938                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
939                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
940 {
941         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
942         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
943         long rem_load_move = max_load_move;
944         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
945
946         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
947         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
948
949         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
950 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
951                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
952                 long imbalance;
953                 unsigned long maxload;
954
955                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
956
957                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
958                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
959                 if (imbalance <= 0)
960                         continue;
961
962                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
963                 imbalance /= 2;
964                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
965
966                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
967 #else
968 # define maxload rem_load_move
969 #endif
970                 /* pass busy_cfs_rq argument into
971                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
972                  */
973                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
974                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
975                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
976                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
977
978                 total_nr_moved += nr_moved;
979                 max_nr_move -= nr_moved;
980                 rem_load_move -= load_moved;
981
982                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
983                         break;
984         }
985
986         return max_load_move - rem_load_move;
987 }
988
989 /*
990  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
991  */
992 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
993 {
994         struct cfs_rq *cfs_rq;
995         struct sched_entity *se = &curr->se;
996
997         for_each_sched_entity(se) {
998                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
999                 entity_tick(cfs_rq, se);
1000         }
1001 }
1002
1003 #define swap(a,b) do { typeof(a) tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp; } while (0)
1004
1005 /*
1006  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1007  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1008  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1009  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1010  * the child is not running yet.
1011  */
1012 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1013 {
1014         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1015         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
1016         int this_cpu = smp_processor_id();
1017
1018         sched_info_queued(p);
1019
1020         update_curr(cfs_rq);
1021         place_entity(cfs_rq, se, 1);
1022
1023         if (sysctl_sched_child_runs_first && this_cpu == task_cpu(p) &&
1024                         curr->vruntime < se->vruntime) {
1025                 /*
1026                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1027                  * 'current' within the tree based on its new key value.
1028                  */
1029                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
1030         }
1031
1032         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1033         check_spread(cfs_rq, se);
1034         check_spread(cfs_rq, curr);
1035         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1036         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1037         se->peer_preempt = 0;
1038         resched_task(rq->curr);
1039 }
1040
1041 /* Account for a task changing its policy or group.
1042  *
1043  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1044  * migrates between groups/classes.
1045  */
1046 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1047 {
1048         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1049
1050         for_each_sched_entity(se)
1051                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1052 }
1053
1054 /*
1055  * All the scheduling class methods:
1056  */
1057 static const struct sched_class fair_sched_class = {
1058         .next                   = &idle_sched_class,
1059         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1060         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1061         .yield_task             = yield_task_fair,
1062
1063         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
1064
1065         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1066         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1067
1068         .load_balance           = load_balance_fair,
1069
1070         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1071         .task_tick              = task_tick_fair,
1072         .task_new               = task_new_fair,
1073 };
1074
1075 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1076 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1077 {
1078         struct cfs_rq *cfs_rq;
1079
1080 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1081         print_cfs_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->cfs);
1082 #endif
1083         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1084                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1085 }
1086 #endif