6971db0a716013286c713afae081b0f851e14d18
[linux-2.6.git] / 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
20 /*
21  * Preemption granularity:
22  * (default: 2 msec, units: nanoseconds)
23  *
24  * NOTE: this granularity value is not the same as the concept of
25  * 'timeslice length' - timeslices in CFS will typically be somewhat
26  * larger than this value. (to see the precise effective timeslice
27  * length of your workload, run vmstat and monitor the context-switches
28  * field)
29  *
30  * On SMP systems the value of this is multiplied by the log2 of the
31  * number of CPUs. (i.e. factor 2x on 2-way systems, 3x on 4-way
32  * systems, 4x on 8-way systems, 5x on 16-way systems, etc.)
33  */
34 unsigned int sysctl_sched_granularity __read_mostly = 2000000000ULL/HZ;
35
36 /*
37  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
38  * (default: 10 msec, units: nanoseconds)
39  *
40  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
41  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
42  * have immediate wakeup/sleep latencies.
43  */
44 unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity __read_mostly =
45                                                         10000000000ULL/HZ;
46
47 /*
48  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
49  * (default: 1 msec, units: nanoseconds)
50  *
51  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
52  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
53  * have immediate wakeup/sleep latencies.
54  */
55 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity __read_mostly = 1000000000ULL/HZ;
56
57 unsigned int sysctl_sched_stat_granularity __read_mostly;
58
59 /*
60  * Initialized in sched_init_granularity():
61  */
62 unsigned int sysctl_sched_runtime_limit __read_mostly;
63
64 /*
65  * Debugging: various feature bits
66  */
67 enum {
68         SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        = 1,
69         SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          = 2,
70         SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     = 4,
71         SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     = 8,
72         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 16,
73         SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         = 32,
74 };
75
76 unsigned int sysctl_sched_features __read_mostly =
77                 SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS        *1 |
78                 SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG          *1 |
79                 SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG     *1 |
80                 SCHED_FEAT_PRECISE_CPU_LOAD     *1 |
81                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          *1 |
82                 SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL         *0;
83
84 extern struct sched_class fair_sched_class;
85
86 /**************************************************************
87  * CFS operations on generic schedulable entities:
88  */
89
90 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
91
92 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
93 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
94 {
95         return cfs_rq->rq;
96 }
97
98 /* currently running entity (if any) on this cfs_rq */
99 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
100 {
101         return cfs_rq->curr;
102 }
103
104 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
105 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
106
107 static inline void
108 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
109 {
110         cfs_rq->curr = se;
111 }
112
113 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
114
115 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
116 {
117         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
118 }
119
120 static inline struct sched_entity *cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
121 {
122         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
123
124         if (unlikely(rq->curr->sched_class != &fair_sched_class))
125                 return NULL;
126
127         return &rq->curr->se;
128 }
129
130 #define entity_is_task(se)      1
131
132 static inline void
133 set_cfs_rq_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
134
135 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
136
137 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
138 {
139         return container_of(se, struct task_struct, se);
140 }
141
142
143 /**************************************************************
144  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
145  */
146
147 /*
148  * Enqueue an entity into the rb-tree:
149  */
150 static inline void
151 __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
152 {
153         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
154         struct rb_node *parent = NULL;
155         struct sched_entity *entry;
156         s64 key = se->fair_key;
157         int leftmost = 1;
158
159         /*
160          * Find the right place in the rbtree:
161          */
162         while (*link) {
163                 parent = *link;
164                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
165                 /*
166                  * We dont care about collisions. Nodes with
167                  * the same key stay together.
168                  */
169                 if (key - entry->fair_key < 0) {
170                         link = &parent->rb_left;
171                 } else {
172                         link = &parent->rb_right;
173                         leftmost = 0;
174                 }
175         }
176
177         /*
178          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
179          * used):
180          */
181         if (leftmost)
182                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
183
184         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
185         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
186         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
187         cfs_rq->nr_running++;
188         se->on_rq = 1;
189 }
190
191 static inline void
192 __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
193 {
194         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
195                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
196         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
197         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
198         cfs_rq->nr_running--;
199         se->on_rq = 0;
200 }
201
202 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
203 {
204         return cfs_rq->rb_leftmost;
205 }
206
207 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
208 {
209         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
210 }
211
212 /**************************************************************
213  * Scheduling class statistics methods:
214  */
215
216 /*
217  * We rescale the rescheduling granularity of tasks according to their
218  * nice level, but only linearly, not exponentially:
219  */
220 static long
221 niced_granularity(struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
222 {
223         u64 tmp;
224
225         /*
226          * Negative nice levels get the same granularity as nice-0:
227          */
228         if (likely(curr->load.weight >= NICE_0_LOAD))
229                 return granularity;
230         /*
231          * Positive nice level tasks get linearly finer
232          * granularity:
233          */
234         tmp = curr->load.weight * (u64)granularity;
235
236         /*
237          * It will always fit into 'long':
238          */
239         return (long) (tmp >> NICE_0_SHIFT);
240 }
241
242 static inline void
243 limit_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
244 {
245         long limit = sysctl_sched_runtime_limit;
246
247         /*
248          * Niced tasks have the same history dynamic range as
249          * non-niced tasks:
250          */
251         if (unlikely(se->wait_runtime > limit)) {
252                 se->wait_runtime = limit;
253                 schedstat_inc(se, wait_runtime_overruns);
254                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_overruns);
255         }
256         if (unlikely(se->wait_runtime < -limit)) {
257                 se->wait_runtime = -limit;
258                 schedstat_inc(se, wait_runtime_underruns);
259                 schedstat_inc(cfs_rq, wait_runtime_underruns);
260         }
261 }
262
263 static inline void
264 __add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
265 {
266         se->wait_runtime += delta;
267         schedstat_add(se, sum_wait_runtime, delta);
268         limit_wait_runtime(cfs_rq, se);
269 }
270
271 static void
272 add_wait_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, long delta)
273 {
274         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, -se->wait_runtime);
275         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta);
276         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
277 }
278
279 /*
280  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
281  * are not in our scheduling class.
282  */
283 static inline void
284 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, u64 now)
285 {
286         unsigned long delta, delta_exec, delta_fair;
287         long delta_mine;
288         struct load_weight *lw = &cfs_rq->load;
289         unsigned long load = lw->weight;
290
291         if (unlikely(!load))
292                 return;
293
294         delta_exec = curr->delta_exec;
295 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
296         if (unlikely(delta_exec > curr->exec_max))
297                 curr->exec_max = delta_exec;
298 #endif
299
300         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
301         cfs_rq->exec_clock += delta_exec;
302
303         delta_fair = calc_delta_fair(delta_exec, lw);
304         delta_mine = calc_delta_mine(delta_exec, curr->load.weight, lw);
305
306         if (cfs_rq->sleeper_bonus > sysctl_sched_stat_granularity) {
307                 delta = calc_delta_mine(cfs_rq->sleeper_bonus,
308                                         curr->load.weight, lw);
309                 if (unlikely(delta > cfs_rq->sleeper_bonus))
310                         delta = cfs_rq->sleeper_bonus;
311
312                 cfs_rq->sleeper_bonus -= delta;
313                 delta_mine -= delta;
314         }
315
316         cfs_rq->fair_clock += delta_fair;
317         /*
318          * We executed delta_exec amount of time on the CPU,
319          * but we were only entitled to delta_mine amount of
320          * time during that period (if nr_running == 1 then
321          * the two values are equal)
322          * [Note: delta_mine - delta_exec is negative]:
323          */
324         add_wait_runtime(cfs_rq, curr, delta_mine - delta_exec);
325 }
326
327 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 now)
328 {
329         struct sched_entity *curr = cfs_rq_curr(cfs_rq);
330         unsigned long delta_exec;
331
332         if (unlikely(!curr))
333                 return;
334
335         /*
336          * Get the amount of time the current task was running
337          * since the last time we changed load (this cannot
338          * overflow on 32 bits):
339          */
340         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
341
342         curr->delta_exec += delta_exec;
343
344         if (unlikely(curr->delta_exec > sysctl_sched_stat_granularity)) {
345                 __update_curr(cfs_rq, curr, now);
346                 curr->delta_exec = 0;
347         }
348         curr->exec_start = now;
349 }
350
351 static inline void
352 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
353 {
354         se->wait_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
355         se->wait_start = now;
356 }
357
358 /*
359  * We calculate fair deltas here, so protect against the random effects
360  * of a multiplication overflow by capping it to the runtime limit:
361  */
362 #if BITS_PER_LONG == 32
363 static inline unsigned long
364 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
365 {
366         u64 tmp = (u64)delta * weight >> shift;
367
368         if (unlikely(tmp > sysctl_sched_runtime_limit*2))
369                 return sysctl_sched_runtime_limit*2;
370         return tmp;
371 }
372 #else
373 static inline unsigned long
374 calc_weighted(unsigned long delta, unsigned long weight, int shift)
375 {
376         return delta * weight >> shift;
377 }
378 #endif
379
380 /*
381  * Task is being enqueued - update stats:
382  */
383 static void
384 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
385 {
386         s64 key;
387
388         /*
389          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
390          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
391          */
392         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
393                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se, now);
394         /*
395          * Update the key:
396          */
397         key = cfs_rq->fair_clock;
398
399         /*
400          * Optimize the common nice 0 case:
401          */
402         if (likely(se->load.weight == NICE_0_LOAD)) {
403                 key -= se->wait_runtime;
404         } else {
405                 u64 tmp;
406
407                 if (se->wait_runtime < 0) {
408                         tmp = -se->wait_runtime;
409                         key += (tmp * se->load.inv_weight) >>
410                                         (WMULT_SHIFT - NICE_0_SHIFT);
411                 } else {
412                         tmp = se->wait_runtime;
413                         key -= (tmp * se->load.weight) >> NICE_0_SHIFT;
414                 }
415         }
416
417         se->fair_key = key;
418 }
419
420 /*
421  * Note: must be called with a freshly updated rq->fair_clock.
422  */
423 static inline void
424 __update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
425 {
426         unsigned long delta_fair = se->delta_fair_run;
427
428 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
429         {
430                 s64 delta_wait = now - se->wait_start;
431                 if (unlikely(delta_wait > se->wait_max))
432                         se->wait_max = delta_wait;
433         }
434 #endif
435
436         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
437                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
438                                                         NICE_0_SHIFT);
439
440         add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
441 }
442
443 static void
444 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
445 {
446         unsigned long delta_fair;
447
448         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
449                         (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->wait_start_fair));
450
451         se->delta_fair_run += delta_fair;
452         if (unlikely(abs(se->delta_fair_run) >=
453                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
454                 __update_stats_wait_end(cfs_rq, se, now);
455                 se->delta_fair_run = 0;
456         }
457
458         se->wait_start_fair = 0;
459         se->wait_start = 0;
460 }
461
462 static inline void
463 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
464 {
465         update_curr(cfs_rq, now);
466         /*
467          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
468          * waiting task:
469          */
470         if (se != cfs_rq_curr(cfs_rq))
471                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se, now);
472 }
473
474 /*
475  * We are picking a new current task - update its stats:
476  */
477 static inline void
478 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
479 {
480         /*
481          * We are starting a new run period:
482          */
483         se->exec_start = now;
484 }
485
486 /*
487  * We are descheduling a task - update its stats:
488  */
489 static inline void
490 update_stats_curr_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
491 {
492         se->exec_start = 0;
493 }
494
495 /**************************************************
496  * Scheduling class queueing methods:
497  */
498
499 static void
500 __enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
501 {
502         unsigned long load = cfs_rq->load.weight, delta_fair;
503         long prev_runtime;
504
505         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_LOAD_AVG)
506                 load = rq_of(cfs_rq)->cpu_load[2];
507
508         delta_fair = se->delta_fair_sleep;
509
510         /*
511          * Fix up delta_fair with the effect of us running
512          * during the whole sleep period:
513          */
514         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SLEEPER_AVG)
515                 delta_fair = div64_likely32((u64)delta_fair * load,
516                                                 load + se->load.weight);
517
518         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
519                 delta_fair = calc_weighted(delta_fair, se->load.weight,
520                                                         NICE_0_SHIFT);
521
522         prev_runtime = se->wait_runtime;
523         __add_wait_runtime(cfs_rq, se, delta_fair);
524         delta_fair = se->wait_runtime - prev_runtime;
525
526         /*
527          * Track the amount of bonus we've given to sleepers:
528          */
529         cfs_rq->sleeper_bonus += delta_fair;
530
531         schedstat_add(cfs_rq, wait_runtime, se->wait_runtime);
532 }
533
534 static void
535 enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
536 {
537         struct task_struct *tsk = task_of(se);
538         unsigned long delta_fair;
539
540         if ((entity_is_task(se) && tsk->policy == SCHED_BATCH) ||
541                          !(sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_FAIR_SLEEPERS))
542                 return;
543
544         delta_fair = (unsigned long)min((u64)(2*sysctl_sched_runtime_limit),
545                 (u64)(cfs_rq->fair_clock - se->sleep_start_fair));
546
547         se->delta_fair_sleep += delta_fair;
548         if (unlikely(abs(se->delta_fair_sleep) >=
549                                 sysctl_sched_stat_granularity)) {
550                 __enqueue_sleeper(cfs_rq, se, now);
551                 se->delta_fair_sleep = 0;
552         }
553
554         se->sleep_start_fair = 0;
555
556 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
557         if (se->sleep_start) {
558                 u64 delta = now - se->sleep_start;
559
560                 if ((s64)delta < 0)
561                         delta = 0;
562
563                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
564                         se->sleep_max = delta;
565
566                 se->sleep_start = 0;
567                 se->sum_sleep_runtime += delta;
568         }
569         if (se->block_start) {
570                 u64 delta = now - se->block_start;
571
572                 if ((s64)delta < 0)
573                         delta = 0;
574
575                 if (unlikely(delta > se->block_max))
576                         se->block_max = delta;
577
578                 se->block_start = 0;
579                 se->sum_sleep_runtime += delta;
580         }
581 #endif
582 }
583
584 static void
585 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
586                int wakeup, u64 now)
587 {
588         /*
589          * Update the fair clock.
590          */
591         update_curr(cfs_rq, now);
592
593         if (wakeup)
594                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se, now);
595
596         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, now);
597         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
598 }
599
600 static void
601 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
602                int sleep, u64 now)
603 {
604         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, now);
605         if (sleep) {
606                 se->sleep_start_fair = cfs_rq->fair_clock;
607 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
608                 if (entity_is_task(se)) {
609                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
610
611                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
612                                 se->sleep_start = now;
613                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
614                                 se->block_start = now;
615                 }
616                 cfs_rq->wait_runtime -= se->wait_runtime;
617 #endif
618         }
619         __dequeue_entity(cfs_rq, se);
620 }
621
622 /*
623  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
624  */
625 static void
626 __check_preempt_curr_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
627                           struct sched_entity *curr, unsigned long granularity)
628 {
629         s64 __delta = curr->fair_key - se->fair_key;
630
631         /*
632          * Take scheduling granularity into account - do not
633          * preempt the current task unless the best task has
634          * a larger than sched_granularity fairness advantage:
635          */
636         if (__delta > niced_granularity(curr, granularity))
637                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
638 }
639
640 static inline void
641 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, u64 now)
642 {
643         /*
644          * Any task has to be enqueued before it get to execute on
645          * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
646          * runqueue. (note, here we rely on pick_next_task() having
647          * done a put_prev_task_fair() shortly before this, which
648          * updated rq->fair_clock - used by update_stats_wait_end())
649          */
650         update_stats_wait_end(cfs_rq, se, now);
651         update_stats_curr_start(cfs_rq, se, now);
652         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, se);
653 }
654
655 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 now)
656 {
657         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
658
659         set_next_entity(cfs_rq, se, now);
660
661         return se;
662 }
663
664 static void
665 put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev, u64 now)
666 {
667         /*
668          * If still on the runqueue then deactivate_task()
669          * was not called and update_curr() has to be done:
670          */
671         if (prev->on_rq)
672                 update_curr(cfs_rq, now);
673
674         update_stats_curr_end(cfs_rq, prev, now);
675
676         if (prev->on_rq)
677                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev, now);
678         set_cfs_rq_curr(cfs_rq, NULL);
679 }
680
681 static void entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
682 {
683         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
684         struct sched_entity *next;
685         u64 now = __rq_clock(rq);
686
687         /*
688          * Dequeue and enqueue the task to update its
689          * position within the tree:
690          */
691         dequeue_entity(cfs_rq, curr, 0, now);
692         enqueue_entity(cfs_rq, curr, 0, now);
693
694         /*
695          * Reschedule if another task tops the current one.
696          */
697         next = __pick_next_entity(cfs_rq);
698         if (next == curr)
699                 return;
700
701         __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, next, curr, sysctl_sched_granularity);
702 }
703
704 /**************************************************
705  * CFS operations on tasks:
706  */
707
708 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
709
710 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
711 #define for_each_sched_entity(se) \
712                 for (; se; se = se->parent)
713
714 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
715 {
716         return p->se.cfs_rq;
717 }
718
719 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
720 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
721 {
722         return se->cfs_rq;
723 }
724
725 /* runqueue "owned" by this group */
726 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
727 {
728         return grp->my_q;
729 }
730
731 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
732  * another cpu ('this_cpu')
733  */
734 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
735 {
736         /* A later patch will take group into account */
737         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
738 }
739
740 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
741 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
742         list_for_each_entry(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
743
744 /* Do the two (enqueued) tasks belong to the same group ? */
745 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
746 {
747         if (curr->se.cfs_rq == p->se.cfs_rq)
748                 return 1;
749
750         return 0;
751 }
752
753 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
754
755 #define for_each_sched_entity(se) \
756                 for (; se; se = NULL)
757
758 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
759 {
760         return &task_rq(p)->cfs;
761 }
762
763 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
764 {
765         struct task_struct *p = task_of(se);
766         struct rq *rq = task_rq(p);
767
768         return &rq->cfs;
769 }
770
771 /* runqueue "owned" by this group */
772 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
773 {
774         return NULL;
775 }
776
777 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
778 {
779         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
780 }
781
782 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
783                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
784
785 static inline int is_same_group(struct task_struct *curr, struct task_struct *p)
786 {
787         return 1;
788 }
789
790 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
791
792 /*
793  * The enqueue_task method is called before nr_running is
794  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
795  * then put the task into the rbtree:
796  */
797 static void
798 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup, u64 now)
799 {
800         struct cfs_rq *cfs_rq;
801         struct sched_entity *se = &p->se;
802
803         for_each_sched_entity(se) {
804                 if (se->on_rq)
805                         break;
806                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
807                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup, now);
808         }
809 }
810
811 /*
812  * The dequeue_task method is called before nr_running is
813  * decreased. We remove the task from the rbtree and
814  * update the fair scheduling stats:
815  */
816 static void
817 dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep, u64 now)
818 {
819         struct cfs_rq *cfs_rq;
820         struct sched_entity *se = &p->se;
821
822         for_each_sched_entity(se) {
823                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
824                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep, now);
825                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
826                 if (cfs_rq->load.weight)
827                         break;
828         }
829 }
830
831 /*
832  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue
833  */
834 static void yield_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
835 {
836         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
837         u64 now = __rq_clock(rq);
838
839         /*
840          * Dequeue and enqueue the task to update its
841          * position within the tree:
842          */
843         dequeue_entity(cfs_rq, &p->se, 0, now);
844         enqueue_entity(cfs_rq, &p->se, 0, now);
845 }
846
847 /*
848  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
849  */
850 static void check_preempt_curr_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
851 {
852         struct task_struct *curr = rq->curr;
853         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
854         unsigned long gran;
855
856         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
857                 update_curr(cfs_rq, rq_clock(rq));
858                 resched_task(curr);
859                 return;
860         }
861
862         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
863         /*
864          * Batch tasks prefer throughput over latency:
865          */
866         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
867                 gran = sysctl_sched_batch_wakeup_granularity;
868
869         if (is_same_group(curr, p))
870                 __check_preempt_curr_fair(cfs_rq, &p->se, &curr->se, gran);
871 }
872
873 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq, u64 now)
874 {
875         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
876         struct sched_entity *se;
877
878         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
879                 return NULL;
880
881         do {
882                 se = pick_next_entity(cfs_rq, now);
883                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
884         } while (cfs_rq);
885
886         return task_of(se);
887 }
888
889 /*
890  * Account for a descheduled task:
891  */
892 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, u64 now)
893 {
894         struct sched_entity *se = &prev->se;
895         struct cfs_rq *cfs_rq;
896
897         for_each_sched_entity(se) {
898                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
899                 put_prev_entity(cfs_rq, se, now);
900         }
901 }
902
903 /**************************************************
904  * Fair scheduling class load-balancing methods:
905  */
906
907 /*
908  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
909  * during the whole iteration, the current task might be
910  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
911  * achieve that by always pre-iterating before returning
912  * the current task:
913  */
914 static inline struct task_struct *
915 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
916 {
917         struct task_struct *p;
918
919         if (!curr)
920                 return NULL;
921
922         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
923         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
924
925         return p;
926 }
927
928 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
929 {
930         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
931
932         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
933 }
934
935 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
936 {
937         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
938
939         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
940 }
941
942 static int cfs_rq_best_prio(struct cfs_rq *cfs_rq)
943 {
944         struct sched_entity *curr;
945         struct task_struct *p;
946
947         if (!cfs_rq->nr_running)
948                 return MAX_PRIO;
949
950         curr = __pick_next_entity(cfs_rq);
951         p = task_of(curr);
952
953         return p->prio;
954 }
955
956 static int
957 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
958                         unsigned long max_nr_move, unsigned long max_load_move,
959                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
960                         int *all_pinned, unsigned long *total_load_moved)
961 {
962         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
963         unsigned long load_moved, total_nr_moved = 0, nr_moved;
964         long rem_load_move = max_load_move;
965         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
966
967         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
968         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
969
970         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
971                 struct cfs_rq *this_cfs_rq;
972                 long imbalance;
973                 unsigned long maxload;
974                 int this_best_prio, best_prio, best_prio_seen = 0;
975
976                 this_cfs_rq = cpu_cfs_rq(busy_cfs_rq, this_cpu);
977
978                 imbalance = busy_cfs_rq->load.weight -
979                                                  this_cfs_rq->load.weight;
980                 /* Don't pull if this_cfs_rq has more load than busy_cfs_rq */
981                 if (imbalance <= 0)
982                         continue;
983
984                 /* Don't pull more than imbalance/2 */
985                 imbalance /= 2;
986                 maxload = min(rem_load_move, imbalance);
987
988                 this_best_prio = cfs_rq_best_prio(this_cfs_rq);
989                 best_prio = cfs_rq_best_prio(busy_cfs_rq);
990
991                 /*
992                  * Enable handling of the case where there is more than one task
993                  * with the best priority. If the current running task is one
994                  * of those with prio==best_prio we know it won't be moved
995                  * and therefore it's safe to override the skip (based on load)
996                  * of any task we find with that prio.
997                  */
998                 if (cfs_rq_curr(busy_cfs_rq) == &busiest->curr->se)
999                         best_prio_seen = 1;
1000
1001                 /* pass busy_cfs_rq argument into
1002                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1003                  */
1004                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1005                 nr_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1006                                 max_nr_move, maxload, sd, idle, all_pinned,
1007                                 &load_moved, this_best_prio, best_prio,
1008                                 best_prio_seen, &cfs_rq_iterator);
1009
1010                 total_nr_moved += nr_moved;
1011                 max_nr_move -= nr_moved;
1012                 rem_load_move -= load_moved;
1013
1014                 if (max_nr_move <= 0 || rem_load_move <= 0)
1015                         break;
1016         }
1017
1018         *total_load_moved = max_load_move - rem_load_move;
1019
1020         return total_nr_moved;
1021 }
1022
1023 /*
1024  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1025  */
1026 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1027 {
1028         struct cfs_rq *cfs_rq;
1029         struct sched_entity *se = &curr->se;
1030
1031         for_each_sched_entity(se) {
1032                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1033                 entity_tick(cfs_rq, se);
1034         }
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1039  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1040  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1041  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1042  * the child is not running yet.
1043  */
1044 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1045 {
1046         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1047         struct sched_entity *se = &p->se;
1048         u64 now = rq_clock(rq);
1049
1050         sched_info_queued(p);
1051
1052         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, now);
1053         /*
1054          * Child runs first: we let it run before the parent
1055          * until it reschedules once. We set up the key so that
1056          * it will preempt the parent:
1057          */
1058         p->se.fair_key = current->se.fair_key -
1059                 niced_granularity(&rq->curr->se, sysctl_sched_granularity) - 1;
1060         /*
1061          * The first wait is dominated by the child-runs-first logic,
1062          * so do not credit it with that waiting time yet:
1063          */
1064         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_SKIP_INITIAL)
1065                 p->se.wait_start_fair = 0;
1066
1067         /*
1068          * The statistical average of wait_runtime is about
1069          * -granularity/2, so initialize the task with that:
1070          */
1071         if (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_START_DEBIT)
1072                 p->se.wait_runtime = -(sysctl_sched_granularity / 2);
1073
1074         __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1075         inc_nr_running(p, rq, now);
1076 }
1077
1078 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1079 /* Account for a task changing its policy or group.
1080  *
1081  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1082  * migrates between groups/classes.
1083  */
1084 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1085 {
1086         struct task_struct *curr = rq->curr;
1087         struct sched_entity *se = &curr->se;
1088         u64 now = rq_clock(rq);
1089         struct cfs_rq *cfs_rq;
1090
1091         for_each_sched_entity(se) {
1092                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1093                 set_next_entity(cfs_rq, se, now);
1094         }
1095 }
1096 #else
1097 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1098 {
1099 }
1100 #endif
1101
1102 /*
1103  * All the scheduling class methods:
1104  */
1105 struct sched_class fair_sched_class __read_mostly = {
1106         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1107         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1108         .yield_task             = yield_task_fair,
1109
1110         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_fair,
1111
1112         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1113         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1114
1115         .load_balance           = load_balance_fair,
1116
1117         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1118         .task_tick              = task_tick_fair,
1119         .task_new               = task_new_fair,
1120 };
1121
1122 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1123 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu, u64 now)
1124 {
1125         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1126         struct cfs_rq *cfs_rq;
1127
1128         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq)
1129                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq, now);
1130 }
1131 #endif