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  * We are descheduling a task - update its stats:
 384  */
 385 static inline void
 386 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 387 {
 388         se->exec_start = 0;
 389 }
 390
 391 /**************************************************
 392  * Scheduling class queueing methods:
 393  */
 394
 395 static void
 396 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 397 {
 398         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 399         cfs_rq->nr_running++;
 400         se->on_rq = 1;
 401 }
 402
 403 static void
 404 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 405 {
 406         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 407         cfs_rq->nr_running--;
 408         se->on_rq = 0;
 409 }
 410
 411 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 412 {
 413 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 414         if (se->sleep_start) {
 415                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
 416
 417                 if ((s64)delta < 0)
 418                         delta = 0;
 419
 420                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
 421                         se->sleep_max = delta;
 422
 423                 se->sleep_start = 0;
 424                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 425         }
 426         if (se->block_start) {
 427                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
 428
 429                 if ((s64)delta < 0)
 430                         delta = 0;
 431
 432                 if (unlikely(delta > se->block_max))
 433                         se->block_max = delta;
 434
 435                 se->block_start = 0;
 436                 se->sum_sleep_runtime += delta;
 437
 438                 /*
 439                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
 440                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
 441                  * time that the task spent sleeping:
 442                  */
 443                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
 444                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 445
 446                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
 447                                      delta >> 20);
 448                 }
 449         }
 450 #endif
 451 }
 452
 453 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 454 {
 455 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 456         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
 457
 458         if (d < 0)
 459                 d = -d;
 460
 461         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
 462                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
 463 #endif
 464 }
 465
 466 static void
 467 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
 468 {
 469         u64 vruntime;
 470
 471         vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
 472
 473         if (sched_feat(TREE_AVG)) {
 474                 struct sched_entity *last = __pick_last_entity(cfs_rq);
 475                 if (last) {
 476                         vruntime += last->vruntime;
 477                         vruntime >>= 1;
 478                 }
 479         } else if (sched_feat(APPROX_AVG) && cfs_rq->nr_running)
 480                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq)/2;
 481
 482         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
 483                 vruntime += sched_vslice_add(cfs_rq, se);
 484
 485         if (!initial) {
 486                 if (sched_feat(NEW_FAIR_SLEEPERS) && entity_is_task(se) &&
 487                                 task_of(se)->policy != SCHED_BATCH)
 488                         vruntime -= sysctl_sched_latency;
 489
 490                 vruntime = max_t(s64, vruntime, se->vruntime);
 491         }
 492
 493         se->vruntime = vruntime;
 494
 495 }
 496
 497 static void
 498 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
 499 {
 500         /*
 501          * Update run-time statistics of the 'current'.
 502          */
 503         update_curr(cfs_rq);
 504
 505         if (wakeup) {
 506                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
 507                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 508         }
 509
 510         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 511         check_spread(cfs_rq, se);
 512         if (se != cfs_rq->curr)
 513                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 514         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
 515 }
 516
 517 static void
 518 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
 519 {
 520         /*
 521          * Update run-time statistics of the 'current'.
 522          */
 523         update_curr(cfs_rq);
 524
 525         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 526         if (sleep) {
 527                 se->peer_preempt = 0;
 528 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 529                 if (entity_is_task(se)) {
 530                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 531
 532                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 533                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 534                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 535                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 536                 }
 537 #endif
 538         }
 539
 540         if (se != cfs_rq->curr)
 541                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 542         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
 543 }
 544
 545 /*
 546  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 547  */
 548 static void
 549 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 550 {
 551         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
 552
 553         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
 554         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
 555         if (delta_exec > ideal_runtime ||
 556                         (sched_feat(PREEMPT_RESTRICT) && curr->peer_preempt))
 557                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 558         curr->peer_preempt = 0;
 559 }
 560
 561 static void
 562 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 563 {
 564         /* 'current' is not kept within the tree. */
 565         if (se->on_rq) {
 566                 /*
 567                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 568                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 569                  * runqueue.
 570                  */
 571                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 572                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 573         }
 574
 575         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 576         cfs_rq->curr = se;
 577 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 578         /*
 579          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
 580          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
 581          * when there are only lesser-weight tasks around):
 582          */
 583         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
 584                 se->slice_max = max(se->slice_max,
 585                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
 586         }
 587 #endif
 588         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
 589 }
 590
 591 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 592 {
 593         struct sched_entity *se = NULL;
 594
 595         if (first_fair(cfs_rq)) {
 596                 se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 597                 set_next_entity(cfs_rq, se);
 598         }
 599
 600         return se;
 601 }
 602
 603 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 604 {
 605         /*
 606          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 607          * was not called and update_curr() has to be done:
 608          */
 609         if (prev->on_rq)
 610                 update_curr(cfs_rq);
 611
 612         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev);
 613
 614         check_spread(cfs_rq, prev);
 615         if (prev->on_rq) {
 616                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 617                 /* Put 'current' back into the tree. */
 618                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
 619         }
 620         cfs_rq->curr = NULL;
 621 }
 622
 623 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 624 {
 625         /*
 626          * Update run-time statistics of the 'current'.
 627          */
 628         update_curr(cfs_rq);
 629
 630         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
 631                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
 632 }
 633
 634 /**************************************************
 635  * CFS operations on tasks:
 636  */
 637
 638 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 639
 640 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 641 #define for_each_sched_entity(se) \
 642                 for (; se; se = se->parent)
 643
 644 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 645 {
 646         return p->se.cfs_rq;
 647 }
 648
 649 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 650 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 651 {
 652         return se->cfs_rq;
 653 }
 654
 655 /* runqueue "owned" by this group */
 656 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 657 {
 658         return grp->my_q;
 659 }
 660
 661 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 662  * another cpu ('this_cpu')
 663  */
 664 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 665 {
 666         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
 667 }
 668
 669 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 670 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 671         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 672
 673 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
 674 static inline int
 675 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 676 {
 677         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
 678                 return 1;
 679
 680         return 0;
 681 }
 682
 683 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 684 {
 685         return se->parent;
 686 }
 687
 688 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 689
 690 #define for_each_sched_entity(se) \
 691                 for (; se; se = NULL)
 692
 693 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 694 {
 695         return &task_rq(p)->cfs;
 696 }
 697
 698 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 699 {
 700         struct task_struct *p = task_of(se);
 701         struct rq *rq = task_rq(p);
 702
 703         return &rq->cfs;
 704 }
 705
 706 /* runqueue "owned" by this group */
 707 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 708 {
 709         return NULL;
 710 }
 711
 712 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 713 {
 714         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 715 }
 716
 717 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 718                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 719
 720 static inline int
 721 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 722 {
 723         return 1;
 724 }
 725
 726 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 727 {
 728         return NULL;
 729 }
 730
 731 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 732
 733 /*
 734  * The enqueue_task method is called before nr_running is
 735  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
 736  * then put the task into the rbtree:
 737  */
 738 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
 739 {
 740         struct cfs_rq *cfs_rq;
 741         struct sched_entity *se = &p->se;
 742
 743         for_each_sched_entity(se) {
 744                 if (se->on_rq)
 745                         break;
 746                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 747                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
 748                 wakeup = 1;
 749         }
 750 }
 751
 752 /*
 753  * The dequeue_task method is called before nr_running is
 754  * decreased. We remove the task from the rbtree and
 755  * update the fair scheduling stats:
 756  */
 757 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
 758 {
 759         struct cfs_rq *cfs_rq;
 760         struct sched_entity *se = &p->se;
 761
 762         for_each_sched_entity(se) {
 763                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 764                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
 765                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
 766                 if (cfs_rq->load.weight)
 767                         break;
 768                 sleep = 1;
 769         }
 770 }
 771
 772 /*
 773  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
 774  *
 775  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
 776  */
 777 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
 778 {
 779         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(rq->curr);
 780         struct sched_entity *rightmost, *se = &rq->curr->se;
 781
 782         /*
 783          * Are we the only task in the tree?
 784          */
 785         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
 786                 return;
 787
 788         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield)) {
 789                 __update_rq_clock(rq);
 790                 /*
 791                  * Update run-time statistics of the 'current'.
 792                  */
 793                 update_curr(cfs_rq);
 794
 795                 return;
 796         }
 797         /*
 798          * Find the rightmost entry in the rbtree:
 799          */
 800         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
 801         /*
 802          * Already in the rightmost position?
 803          */
 804         if (unlikely(rightmost->vruntime < se->vruntime))
 805                 return;
 806
 807         /*
 808          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
 809          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
 810          * 'current' within the tree based on its new key value.
 811          */
 812         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
 813 }
 814
 815 /*
 816  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 817  */
 818 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 819 {
 820         struct task_struct *curr = rq->curr;
 821         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
 822         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
 823         s64 delta, gran;
 824
 825         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
 826                 update_rq_clock(rq);
 827                 update_curr(cfs_rq);
 828                 resched_task(curr);
 829                 return;
 830         }
 831
 832         if (sched_feat(WAKEUP_PREEMPT)) {
 833                 while (!is_same_group(se, pse)) {
 834                         se = parent_entity(se);
 835                         pse = parent_entity(pse);
 836                 }
 837
 838                 delta = se->vruntime - pse->vruntime;
 839                 gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
 840                 if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 841                         gran = calc_delta_fair(gran, &se->load);
 842
 843                 if (delta > gran) {
 844                         int now = !sched_feat(PREEMPT_RESTRICT);
 845
 846                         if (now || p->prio < curr->prio || !se->peer_preempt++)
 847                                 resched_task(curr);
 848                 }
 849         }
 850 }
 851
 852 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
 853 {
 854         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
 855         struct sched_entity *se;
 856
 857         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
 858                 return NULL;
 859
 860         do {
 861                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
 862                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
 863         } while (cfs_rq);
 864
 865         return task_of(se);
 866 }
 867
 868 /*
 869  * Account for a descheduled task:
 870  */
 871 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 872 {
 873         struct sched_entity *se = &prev->se;
 874         struct cfs_rq *cfs_rq;
 875
 876         for_each_sched_entity(se) {
 877                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 878                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
 879         }
 880 }
 881
 882 /**************************************************
 883  * Fair scheduling class load-balancing methods:
 884  */
 885
 886 /*
 887  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
 888  * during the whole iteration, the current task might be
 889  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
 890  * achieve that by always pre-iterating before returning
 891  * the current task:
 892  */
 893 static struct task_struct *
 894 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
 895 {
 896         struct task_struct *p;
 897
 898         if (!curr)
 899                 return NULL;
 900
 901         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
 902         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
 903
 904         return p;
 905 }
 906
 907 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
 908 {
 909         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 910
 911         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
 912 }
 913
 914 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
 915 {
 916         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
 917
 918         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
 919 }
 920
 921 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 922 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
 923 {
 924         struct sched_entity *curr;
 925         struct task_struct *p;
 926
 927         if (!cfs_rq->nr_running)
 928                 return MAX_PRIO;
 929
 930         curr = cfs_rq->curr;
 931         if (!curr)
 932                 curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
 933
 934         p = task_of(curr);
 935
 936         return p->prio;
 937 }
 938 #endif
 939
 940 static unsigned long
 941 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
 942                   unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
 943                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
 944                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
 945 {
 946         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
 947         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
 948         long rem_load_move = max_load_move;
 949         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
 950
 951         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
 952         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
 953
 954         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
 955 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 956                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
 957                 long imbalance;
 958                 unsigned long maxload;
 959
 960                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
 961
 962                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight - this_cfs_rq->load.weight;
 963                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
 964                 if (imbalance <= 0)
 965                         continue;
 966
 967                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
 968                 imbalance /= 2;
 969                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
 970
 971                 *this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
 972 #else
 973 # define maxload rem_load_move
 974 #endif
 975                 /* pass busy_cfs_rq argument into
 976                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
 977                  */
 978                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
 979                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
 980                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
 981                                 &load_moved, this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
 982
 983                 total_nr_moved += nr_moved;
 984                 max_nr_move -= nr_moved;
 985                 rem_load_move -= load_moved;
 986
 987                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
 988                         break;
 989         }
 990
 991         return max_load_move - rem_load_move;
 992 }
 993
 994 /*
 995  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
 996  */
 997 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
 998 {
 999         struct cfs_rq *cfs_rq;
1000         struct sched_entity *se = &curr->se;
1001
1002         for_each_sched_entity(se) {
1003                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1004                 entity_tick(cfs_rq, se);
1005         }
1006 }
1007
1008 #define swap(a,b) do { typeof(a) tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp; } while (0)
1009
1010 /*
1011  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1012  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1013  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1014  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1015  * the child is not running yet.
1016  */
1017 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1018 {
1019         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1020         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
1021         int this_cpu = smp_processor_id();
1022
1023         sched_info_queued(p);
1024
1025         update_curr(cfs_rq);
1026         place_entity(cfs_rq, se, 1);
1027
1028         if (sysctl_sched_child_runs_first && this_cpu == task_cpu(p) &&
1029                         curr->vruntime < se->vruntime) {
1030                 /*
1031                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1032                  * 'current' within the tree based on its new key value.
1033                  */
1034                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
1035         }
1036
1037         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1038         check_spread(cfs_rq, se);
1039         check_spread(cfs_rq, curr);
1040         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1041         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1042         se->peer_preempt = 0;
1043         resched_task(rq->curr);
1044 }
1045
1046 /* Account for a task changing its policy or group.
1047  *
1048  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1049  * migrates between groups/classes.
1050  */
1051 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1052 {
1053         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1054
1055         for_each_sched_entity(se)
1056                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1057 }
1058
1059 /*
1060  * All the scheduling class methods:
1061  */
1062 static const struct sched_class fair_sched_class = {
1063         .next                   = &idle_sched_class,
1064         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1065         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1066         .yield_task             = yield_task_fair,
1067
1068         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
1069
1070         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1071         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1072
1073         .load_balance           = load_balance_fair,
1074
1075         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1076         .task_tick              = task_tick_fair,
1077         .task_new               = task_new_fair,
1078 };
1079
1080 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1081 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1082 {
1083         struct cfs_rq *cfs_rq;
1084
1085 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1086         print_cfs_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->cfs);
1087 #endif
1088         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1089                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1090 }
1091 #endif