sched: latencytop support
[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  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24
25 /*
26  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
27  * (default: 20ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
28  *
29  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
30  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
31  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
32  * based scheduling concepts.
33  *
34  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
35  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
36  */
37 unsigned int sysctl_sched_latency = 20000000ULL;
38
39 /*
40  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
41  * (default: 4 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
42  */
43 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 4000000ULL;
44
45 /*
46  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
47  */
48 static unsigned int sched_nr_latency = 5;
49
50 /*
51  * After fork, child runs first. (default) If set to 0 then
52  * parent will (try to) run first.
53  */
54 const_debug unsigned int sysctl_sched_child_runs_first = 1;
55
56 /*
57  * sys_sched_yield() compat mode
58  *
59  * This option switches the agressive yield implementation of the
60  * old scheduler back on.
61  */
62 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
63
64 /*
65  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
66  * (default: 10 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  *
68  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
69  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
70  * have immediate wakeup/sleep latencies.
71  */
72 unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity = 10000000UL;
73
74 /*
75  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
76  * (default: 10 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
77  *
78  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
79  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
80  * have immediate wakeup/sleep latencies.
81  */
82 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 10000000UL;
83
84 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
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 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
99 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
100
101 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
102
103 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
104 {
105         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
106 }
107
108 #define entity_is_task(se)      1
109
110 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
111
112 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
113 {
114         return container_of(se, struct task_struct, se);
115 }
116
117
118 /**************************************************************
119  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
120  */
121
122 static inline u64 max_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 u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
132 {
133         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
134         if (delta < 0)
135                 min_vruntime = vruntime;
136
137         return min_vruntime;
138 }
139
140 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
141 {
142         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
143 }
144
145 /*
146  * Enqueue an entity into the rb-tree:
147  */
148 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
149 {
150         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
151         struct rb_node *parent = NULL;
152         struct sched_entity *entry;
153         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
154         int leftmost = 1;
155
156         /*
157          * Find the right place in the rbtree:
158          */
159         while (*link) {
160                 parent = *link;
161                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
162                 /*
163                  * We dont care about collisions. Nodes with
164                  * the same key stay together.
165                  */
166                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
167                         link = &parent->rb_left;
168                 } else {
169                         link = &parent->rb_right;
170                         leftmost = 0;
171                 }
172         }
173
174         /*
175          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
176          * used):
177          */
178         if (leftmost)
179                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
180
181         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
182         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
183 }
184
185 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
186 {
187         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
188                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
189
190         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
191 }
192
193 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
194 {
195         return cfs_rq->rb_leftmost;
196 }
197
198 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
199 {
200         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
201 }
202
203 static inline struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
204 {
205         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
206         struct sched_entity *se = NULL;
207         struct rb_node *parent;
208
209         while (*link) {
210                 parent = *link;
211                 se = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
212                 link = &parent->rb_right;
213         }
214
215         return se;
216 }
217
218 /**************************************************************
219  * Scheduling class statistics methods:
220  */
221
222 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
223 int sched_nr_latency_handler(struct ctl_table *table, int write,
224                 struct file *filp, void __user *buffer, size_t *lenp,
225                 loff_t *ppos)
226 {
227         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, filp, buffer, lenp, ppos);
228
229         if (ret || !write)
230                 return ret;
231
232         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
233                                         sysctl_sched_min_granularity);
234
235         return 0;
236 }
237 #endif
238
239 /*
240  * The idea is to set a period in which each task runs once.
241  *
242  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
243  * this period because otherwise the slices get too small.
244  *
245  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
246  */
247 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
248 {
249         u64 period = sysctl_sched_latency;
250         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
251
252         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
253                 period = sysctl_sched_min_granularity;
254                 period *= nr_running;
255         }
256
257         return period;
258 }
259
260 /*
261  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
262  * proportional to the weight.
263  *
264  * s = p*w/rw
265  */
266 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
267 {
268         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running);
269
270         slice *= se->load.weight;
271         do_div(slice, cfs_rq->load.weight);
272
273         return slice;
274 }
275
276 /*
277  * We calculate the vruntime slice.
278  *
279  * vs = s/w = p/rw
280  */
281 static u64 __sched_vslice(unsigned long rq_weight, unsigned long nr_running)
282 {
283         u64 vslice = __sched_period(nr_running);
284
285         vslice *= NICE_0_LOAD;
286         do_div(vslice, rq_weight);
287
288         return vslice;
289 }
290
291 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq)
292 {
293         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight, cfs_rq->nr_running);
294 }
295
296 static u64 sched_vslice_add(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
297 {
298         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight + se->load.weight,
299                         cfs_rq->nr_running + 1);
300 }
301
302 /*
303  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
304  * are not in our scheduling class.
305  */
306 static inline void
307 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
308               unsigned long delta_exec)
309 {
310         unsigned long delta_exec_weighted;
311         u64 vruntime;
312
313         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
314
315         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
316         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
317         delta_exec_weighted = delta_exec;
318         if (unlikely(curr->load.weight != NICE_0_LOAD)) {
319                 delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec_weighted,
320                                                         &curr->load);
321         }
322         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
323
324         /*
325          * maintain cfs_rq->min_vruntime to be a monotonic increasing
326          * value tracking the leftmost vruntime in the tree.
327          */
328         if (first_fair(cfs_rq)) {
329                 vruntime = min_vruntime(curr->vruntime,
330                                 __pick_next_entity(cfs_rq)->vruntime);
331         } else
332                 vruntime = curr->vruntime;
333
334         cfs_rq->min_vruntime =
335                 max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
336 }
337
338 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
339 {
340         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
341         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
342         unsigned long delta_exec;
343
344         if (unlikely(!curr))
345                 return;
346
347         /*
348          * Get the amount of time the current task was running
349          * since the last time we changed load (this cannot
350          * overflow on 32 bits):
351          */
352         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
353
354         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
355         curr->exec_start = now;
356
357         if (entity_is_task(curr)) {
358                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
359
360                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
361         }
362 }
363
364 static inline void
365 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
366 {
367         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
368 }
369
370 /*
371  * Task is being enqueued - update stats:
372  */
373 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
374 {
375         /*
376          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
377          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
378          */
379         if (se != cfs_rq->curr)
380                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
381 }
382
383 static void
384 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
385 {
386         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
387                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
388         schedstat_set(se->wait_start, 0);
389 }
390
391 static inline void
392 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
393 {
394         /*
395          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
396          * waiting task:
397          */
398         if (se != cfs_rq->curr)
399                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
400 }
401
402 /*
403  * We are picking a new current task - update its stats:
404  */
405 static inline void
406 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
407 {
408         /*
409          * We are starting a new run period:
410          */
411         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
412 }
413
414 /**************************************************
415  * Scheduling class queueing methods:
416  */
417
418 static void
419 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
420 {
421         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
422         cfs_rq->nr_running++;
423         se->on_rq = 1;
424 }
425
426 static void
427 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
428 {
429         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
430         cfs_rq->nr_running--;
431         se->on_rq = 0;
432 }
433
434 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
435 {
436 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
437         if (se->sleep_start) {
438                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
439                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
440
441                 if ((s64)delta < 0)
442                         delta = 0;
443
444                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
445                         se->sleep_max = delta;
446
447                 se->sleep_start = 0;
448                 se->sum_sleep_runtime += delta;
449
450                 account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
451         }
452         if (se->block_start) {
453                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
454                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
455
456                 if ((s64)delta < 0)
457                         delta = 0;
458
459                 if (unlikely(delta > se->block_max))
460                         se->block_max = delta;
461
462                 se->block_start = 0;
463                 se->sum_sleep_runtime += delta;
464
465                 /*
466                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
467                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
468                  * time that the task spent sleeping:
469                  */
470                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
471
472                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
473                                      delta >> 20);
474                 }
475                 account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
476         }
477 #endif
478 }
479
480 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
481 {
482 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
483         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
484
485         if (d < 0)
486                 d = -d;
487
488         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
489                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
490 #endif
491 }
492
493 static void
494 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
495 {
496         u64 vruntime;
497
498         vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
499
500         if (sched_feat(TREE_AVG)) {
501                 struct sched_entity *last = __pick_last_entity(cfs_rq);
502                 if (last) {
503                         vruntime += last->vruntime;
504                         vruntime >>= 1;
505                 }
506         } else if (sched_feat(APPROX_AVG) && cfs_rq->nr_running)
507                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq)/2;
508
509         /*
510          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
511          * however the extra weight of the new task will slow them down a
512          * little, place the new task so that it fits in the slot that
513          * stays open at the end.
514          */
515         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
516                 vruntime += sched_vslice_add(cfs_rq, se);
517
518         if (!initial) {
519                 /* sleeps upto a single latency don't count. */
520                 if (sched_feat(NEW_FAIR_SLEEPERS) && entity_is_task(se))
521                         vruntime -= sysctl_sched_latency;
522
523                 /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
524                 vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
525         }
526
527         se->vruntime = vruntime;
528 }
529
530 static void
531 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
532 {
533         /*
534          * Update run-time statistics of the 'current'.
535          */
536         update_curr(cfs_rq);
537
538         if (wakeup) {
539                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
540                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
541         }
542
543         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
544         check_spread(cfs_rq, se);
545         if (se != cfs_rq->curr)
546                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
547         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
548 }
549
550 static void
551 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
552 {
553         /*
554          * Update run-time statistics of the 'current'.
555          */
556         update_curr(cfs_rq);
557
558         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
559         if (sleep) {
560 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
561                 if (entity_is_task(se)) {
562                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
563
564                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
565                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
566                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
567                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
568                 }
569 #endif
570         }
571
572         if (se != cfs_rq->curr)
573                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
574         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
575 }
576
577 /*
578  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
579  */
580 static void
581 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
582 {
583         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
584
585         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
586         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
587         if (delta_exec > ideal_runtime)
588                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
589 }
590
591 static void
592 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
593 {
594         /* 'current' is not kept within the tree. */
595         if (se->on_rq) {
596                 /*
597                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
598                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
599                  * runqueue.
600                  */
601                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
602                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
603         }
604
605         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
606         cfs_rq->curr = se;
607 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
608         /*
609          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
610          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
611          * when there are only lesser-weight tasks around):
612          */
613         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
614                 se->slice_max = max(se->slice_max,
615                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
616         }
617 #endif
618         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
619 }
620
621 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
622 {
623         struct sched_entity *se = NULL;
624
625         if (first_fair(cfs_rq)) {
626                 se = __pick_next_entity(cfs_rq);
627                 set_next_entity(cfs_rq, se);
628         }
629
630         return se;
631 }
632
633 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
634 {
635         /*
636          * If still on the runqueue then deactivate_task()
637          * was not called and update_curr() has to be done:
638          */
639         if (prev->on_rq)
640                 update_curr(cfs_rq);
641
642         check_spread(cfs_rq, prev);
643         if (prev->on_rq) {
644                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
645                 /* Put 'current' back into the tree. */
646                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
647         }
648         cfs_rq->curr = NULL;
649 }
650
651 static void
652 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
653 {
654         /*
655          * Update run-time statistics of the 'current'.
656          */
657         update_curr(cfs_rq);
658
659 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
660         /*
661          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
662          * validating it and just reschedule.
663          */
664         if (queued)
665                 return resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
666         /*
667          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
668          */
669         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
670                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
671                 return;
672 #endif
673
674         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
675                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
676 }
677
678 /**************************************************
679  * CFS operations on tasks:
680  */
681
682 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
683
684 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
685 #define for_each_sched_entity(se) \
686                 for (; se; se = se->parent)
687
688 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
689 {
690         return p->se.cfs_rq;
691 }
692
693 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
694 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
695 {
696         return se->cfs_rq;
697 }
698
699 /* runqueue "owned" by this group */
700 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
701 {
702         return grp->my_q;
703 }
704
705 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
706  * another cpu ('this_cpu')
707  */
708 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
709 {
710         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
711 }
712
713 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
714 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
715         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
716
717 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
718 static inline int
719 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
720 {
721         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
722                 return 1;
723
724         return 0;
725 }
726
727 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
728 {
729         return se->parent;
730 }
731
732 #define GROUP_IMBALANCE_PCT     20
733
734 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
735
736 #define for_each_sched_entity(se) \
737                 for (; se; se = NULL)
738
739 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
740 {
741         return &task_rq(p)->cfs;
742 }
743
744 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
745 {
746         struct task_struct *p = task_of(se);
747         struct rq *rq = task_rq(p);
748
749         return &rq->cfs;
750 }
751
752 /* runqueue "owned" by this group */
753 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
754 {
755         return NULL;
756 }
757
758 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
759 {
760         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
761 }
762
763 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
764                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
765
766 static inline int
767 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
768 {
769         return 1;
770 }
771
772 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
773 {
774         return NULL;
775 }
776
777 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
778
779 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
780 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
781 {
782         int requeue = rq->curr == p;
783         struct sched_entity *se = &p->se;
784         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
785
786         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
787
788         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
789                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
790                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
791                 s64 delta = slice - ran;
792
793                 if (delta < 0) {
794                         if (rq->curr == p)
795                                 resched_task(p);
796                         return;
797                 }
798
799                 /*
800                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
801                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
802                  */
803                 if (!requeue)
804                         delta = max(10000LL, delta);
805
806                 hrtick_start(rq, delta, requeue);
807         }
808 }
809 #else
810 static inline void
811 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
812 {
813 }
814 #endif
815
816 /*
817  * The enqueue_task method is called before nr_running is
818  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
819  * then put the task into the rbtree:
820  */
821 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
822 {
823         struct cfs_rq *cfs_rq;
824         struct sched_entity *se = &p->se,
825                             *topse = NULL;      /* Highest schedulable entity */
826         int incload = 1;
827
828         for_each_sched_entity(se) {
829                 topse = se;
830                 if (se->on_rq) {
831                         incload = 0;
832                         break;
833                 }
834                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
835                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
836                 wakeup = 1;
837         }
838         /* Increment cpu load if we just enqueued the first task of a group on
839          * 'rq->cpu'. 'topse' represents the group to which task 'p' belongs
840          * at the highest grouping level.
841          */
842         if (incload)
843                 inc_cpu_load(rq, topse->load.weight);
844
845         hrtick_start_fair(rq, rq->curr);
846 }
847
848 /*
849  * The dequeue_task method is called before nr_running is
850  * decreased. We remove the task from the rbtree and
851  * update the fair scheduling stats:
852  */
853 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
854 {
855         struct cfs_rq *cfs_rq;
856         struct sched_entity *se = &p->se,
857                             *topse = NULL;      /* Highest schedulable entity */
858         int decload = 1;
859
860         for_each_sched_entity(se) {
861                 topse = se;
862                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
863                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
864                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
865                 if (cfs_rq->load.weight) {
866                         if (parent_entity(se))
867                                 decload = 0;
868                         break;
869                 }
870                 sleep = 1;
871         }
872         /* Decrement cpu load if we just dequeued the last task of a group on
873          * 'rq->cpu'. 'topse' represents the group to which task 'p' belongs
874          * at the highest grouping level.
875          */
876         if (decload)
877                 dec_cpu_load(rq, topse->load.weight);
878
879         hrtick_start_fair(rq, rq->curr);
880 }
881
882 /*
883  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
884  *
885  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
886  */
887 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
888 {
889         struct task_struct *curr = rq->curr;
890         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
891         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
892
893         /*
894          * Are we the only task in the tree?
895          */
896         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
897                 return;
898
899         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
900                 __update_rq_clock(rq);
901                 /*
902                  * Update run-time statistics of the 'current'.
903                  */
904                 update_curr(cfs_rq);
905
906                 return;
907         }
908         /*
909          * Find the rightmost entry in the rbtree:
910          */
911         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
912         /*
913          * Already in the rightmost position?
914          */
915         if (unlikely(rightmost->vruntime < se->vruntime))
916                 return;
917
918         /*
919          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
920          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
921          * 'current' within the tree based on its new key value.
922          */
923         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
924 }
925
926 /*
927  * wake_idle() will wake a task on an idle cpu if task->cpu is
928  * not idle and an idle cpu is available.  The span of cpus to
929  * search starts with cpus closest then further out as needed,
930  * so we always favor a closer, idle cpu.
931  *
932  * Returns the CPU we should wake onto.
933  */
934 #if defined(ARCH_HAS_SCHED_WAKE_IDLE)
935 static int wake_idle(int cpu, struct task_struct *p)
936 {
937         cpumask_t tmp;
938         struct sched_domain *sd;
939         int i;
940
941         /*
942          * If it is idle, then it is the best cpu to run this task.
943          *
944          * This cpu is also the best, if it has more than one task already.
945          * Siblings must be also busy(in most cases) as they didn't already
946          * pickup the extra load from this cpu and hence we need not check
947          * sibling runqueue info. This will avoid the checks and cache miss
948          * penalities associated with that.
949          */
950         if (idle_cpu(cpu) || cpu_rq(cpu)->nr_running > 1)
951                 return cpu;
952
953         for_each_domain(cpu, sd) {
954                 if (sd->flags & SD_WAKE_IDLE) {
955                         cpus_and(tmp, sd->span, p->cpus_allowed);
956                         for_each_cpu_mask(i, tmp) {
957                                 if (idle_cpu(i)) {
958                                         if (i != task_cpu(p)) {
959                                                 schedstat_inc(p,
960                                                        se.nr_wakeups_idle);
961                                         }
962                                         return i;
963                                 }
964                         }
965                 } else {
966                         break;
967                 }
968         }
969         return cpu;
970 }
971 #else
972 static inline int wake_idle(int cpu, struct task_struct *p)
973 {
974         return cpu;
975 }
976 #endif
977
978 #ifdef CONFIG_SMP
979 static int select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sync)
980 {
981         int cpu, this_cpu;
982         struct rq *rq;
983         struct sched_domain *sd, *this_sd = NULL;
984         int new_cpu;
985
986         cpu      = task_cpu(p);
987         rq       = task_rq(p);
988         this_cpu = smp_processor_id();
989         new_cpu  = cpu;
990
991         if (cpu == this_cpu)
992                 goto out_set_cpu;
993
994         for_each_domain(this_cpu, sd) {
995                 if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
996                         this_sd = sd;
997                         break;
998                 }
999         }
1000
1001         if (unlikely(!cpu_isset(this_cpu, p->cpus_allowed)))
1002                 goto out_set_cpu;
1003
1004         /*
1005          * Check for affine wakeup and passive balancing possibilities.
1006          */
1007         if (this_sd) {
1008                 int idx = this_sd->wake_idx;
1009                 unsigned int imbalance;
1010                 unsigned long load, this_load;
1011
1012                 imbalance = 100 + (this_sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1013
1014                 load = source_load(cpu, idx);
1015                 this_load = target_load(this_cpu, idx);
1016
1017                 new_cpu = this_cpu; /* Wake to this CPU if we can */
1018
1019                 if (this_sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1020                         unsigned long tl = this_load;
1021                         unsigned long tl_per_task;
1022
1023                         /*
1024                          * Attract cache-cold tasks on sync wakeups:
1025                          */
1026                         if (sync && !task_hot(p, rq->clock, this_sd))
1027                                 goto out_set_cpu;
1028
1029                         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_affine_attempts);
1030                         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
1031
1032                         /*
1033                          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
1034                          * effect of the currently running task from the load
1035                          * of the current CPU:
1036                          */
1037                         if (sync)
1038                                 tl -= current->se.load.weight;
1039
1040                         if ((tl <= load &&
1041                                 tl + target_load(cpu, idx) <= tl_per_task) ||
1042                                100*(tl + p->se.load.weight) <= imbalance*load) {
1043                                 /*
1044                                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
1045                                  * p is cache cold in this domain, and
1046                                  * there is no bad imbalance.
1047                                  */
1048                                 schedstat_inc(this_sd, ttwu_move_affine);
1049                                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_affine);
1050                                 goto out_set_cpu;
1051                         }
1052                 }
1053
1054                 /*
1055                  * Start passive balancing when half the imbalance_pct
1056                  * limit is reached.
1057                  */
1058                 if (this_sd->flags & SD_WAKE_BALANCE) {
1059                         if (imbalance*this_load <= 100*load) {
1060                                 schedstat_inc(this_sd, ttwu_move_balance);
1061                                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_passive);
1062                                 goto out_set_cpu;
1063                         }
1064                 }
1065         }
1066
1067         new_cpu = cpu; /* Could not wake to this_cpu. Wake to cpu instead */
1068 out_set_cpu:
1069         return wake_idle(new_cpu, p);
1070 }
1071 #endif /* CONFIG_SMP */
1072
1073
1074 /*
1075  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1076  */
1077 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1078 {
1079         struct task_struct *curr = rq->curr;
1080         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1081         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
1082         unsigned long gran;
1083
1084         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
1085                 update_rq_clock(rq);
1086                 update_curr(cfs_rq);
1087                 resched_task(curr);
1088                 return;
1089         }
1090         /*
1091          * Batch tasks do not preempt (their preemption is driven by
1092          * the tick):
1093          */
1094         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
1095                 return;
1096
1097         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1098                 return;
1099
1100         while (!is_same_group(se, pse)) {
1101                 se = parent_entity(se);
1102                 pse = parent_entity(pse);
1103         }
1104
1105         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1106         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
1107                 gran = calc_delta_fair(gran, &se->load);
1108
1109         if (pse->vruntime + gran < se->vruntime)
1110                 resched_task(curr);
1111 }
1112
1113 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1114 {
1115         struct task_struct *p;
1116         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1117         struct sched_entity *se;
1118
1119         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
1120                 return NULL;
1121
1122         do {
1123                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1124                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1125         } while (cfs_rq);
1126
1127         p = task_of(se);
1128         hrtick_start_fair(rq, p);
1129
1130         return p;
1131 }
1132
1133 /*
1134  * Account for a descheduled task:
1135  */
1136 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1137 {
1138         struct sched_entity *se = &prev->se;
1139         struct cfs_rq *cfs_rq;
1140
1141         for_each_sched_entity(se) {
1142                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1143                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1144         }
1145 }
1146
1147 #ifdef CONFIG_SMP
1148 /**************************************************
1149  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1150  */
1151
1152 /*
1153  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
1154  * during the whole iteration, the current task might be
1155  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
1156  * achieve that by always pre-iterating before returning
1157  * the current task:
1158  */
1159 static struct task_struct *
1160 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
1161 {
1162         struct task_struct *p;
1163
1164         if (!curr)
1165                 return NULL;
1166
1167         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
1168         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
1169
1170         return p;
1171 }
1172
1173 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
1174 {
1175         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1176
1177         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
1178 }
1179
1180 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
1181 {
1182         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1183
1184         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
1185 }
1186
1187 static unsigned long
1188 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1189                   unsigned long max_load_move,
1190                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1191                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1192 {
1193         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1194         long rem_load_move = max_load_move;
1195         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1196         unsigned long load_moved;
1197
1198         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1199         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1200
1201         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1202 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1203                 struct cfs_rq *this_cfs_rq = busy_cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
1204                 unsigned long maxload, task_load, group_weight;
1205                 unsigned long thisload, per_task_load;
1206                 struct sched_entity *se = busy_cfs_rq->tg->se[busiest->cpu];
1207
1208                 task_load = busy_cfs_rq->load.weight;
1209                 group_weight = se->load.weight;
1210
1211                 /*
1212                  * 'group_weight' is contributed by tasks of total weight
1213                  * 'task_load'. To move 'rem_load_move' worth of weight only,
1214                  * we need to move a maximum task load of:
1215                  *
1216                  *      maxload = (remload / group_weight) * task_load;
1217                  */
1218                 maxload = (rem_load_move * task_load) / group_weight;
1219
1220                 if (!maxload || !task_load)
1221                         continue;
1222
1223                 per_task_load = task_load / busy_cfs_rq->nr_running;
1224                 /*
1225                  * balance_tasks will try to forcibly move atleast one task if
1226                  * possible (because of SCHED_LOAD_SCALE_FUZZ). Avoid that if
1227                  * maxload is less than GROUP_IMBALANCE_FUZZ% the per_task_load.
1228                  */
1229                  if (100 * maxload < GROUP_IMBALANCE_PCT * per_task_load)
1230                         continue;
1231
1232                 /* Disable priority-based load balance */
1233                 *this_best_prio = 0;
1234                 thisload = this_cfs_rq->load.weight;
1235 #else
1236 # define maxload rem_load_move
1237 #endif
1238                 /*
1239                  * pass busy_cfs_rq argument into
1240                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1241                  */
1242                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1243                 load_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1244                                                maxload, sd, idle, all_pinned,
1245                                                this_best_prio,
1246                                                &cfs_rq_iterator);
1247
1248 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1249                 /*
1250                  * load_moved holds the task load that was moved. The
1251                  * effective (group) weight moved would be:
1252                  *      load_moved_eff = load_moved/task_load * group_weight;
1253                  */
1254                 load_moved = (group_weight * load_moved) / task_load;
1255
1256                 /* Adjust shares on both cpus to reflect load_moved */
1257                 group_weight -= load_moved;
1258                 set_se_shares(se, group_weight);
1259
1260                 se = busy_cfs_rq->tg->se[this_cpu];
1261                 if (!thisload)
1262                         group_weight = load_moved;
1263                 else
1264                         group_weight = se->load.weight + load_moved;
1265                 set_se_shares(se, group_weight);
1266 #endif
1267
1268                 rem_load_move -= load_moved;
1269
1270                 if (rem_load_move <= 0)
1271                         break;
1272         }
1273
1274         return max_load_move - rem_load_move;
1275 }
1276
1277 static int
1278 move_one_task_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1279                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1280 {
1281         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1282         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1283
1284         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1285         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1286
1287         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1288                 /*
1289                  * pass busy_cfs_rq argument into
1290                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1291                  */
1292                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1293                 if (iter_move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle,
1294                                        &cfs_rq_iterator))
1295                     return 1;
1296         }
1297
1298         return 0;
1299 }
1300 #endif
1301
1302 /*
1303  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1304  */
1305 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
1306 {
1307         struct cfs_rq *cfs_rq;
1308         struct sched_entity *se = &curr->se;
1309
1310         for_each_sched_entity(se) {
1311                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1312                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
1313         }
1314 }
1315
1316 #define swap(a, b) do { typeof(a) tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp; } while (0)
1317
1318 /*
1319  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1320  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1321  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1322  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1323  * the child is not running yet.
1324  */
1325 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1326 {
1327         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1328         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
1329         int this_cpu = smp_processor_id();
1330
1331         sched_info_queued(p);
1332
1333         update_curr(cfs_rq);
1334         place_entity(cfs_rq, se, 1);
1335
1336         /* 'curr' will be NULL if the child belongs to a different group */
1337         if (sysctl_sched_child_runs_first && this_cpu == task_cpu(p) &&
1338                         curr && curr->vruntime < se->vruntime) {
1339                 /*
1340                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1341                  * 'current' within the tree based on its new key value.
1342                  */
1343                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
1344         }
1345
1346         enqueue_task_fair(rq, p, 0);
1347         resched_task(rq->curr);
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
1352  * the current task.
1353  */
1354 static void prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1355                               int oldprio, int running)
1356 {
1357         /*
1358          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
1359          * our priority decreased, or if we are not currently running on
1360          * this runqueue and our priority is higher than the current's
1361          */
1362         if (running) {
1363                 if (p->prio > oldprio)
1364                         resched_task(rq->curr);
1365         } else
1366                 check_preempt_curr(rq, p);
1367 }
1368
1369 /*
1370  * We switched to the sched_fair class.
1371  */
1372 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1373                              int running)
1374 {
1375         /*
1376          * We were most likely switched from sched_rt, so
1377          * kick off the schedule if running, otherwise just see
1378          * if we can still preempt the current task.
1379          */
1380         if (running)
1381                 resched_task(rq->curr);
1382         else
1383                 check_preempt_curr(rq, p);
1384 }
1385
1386 /* Account for a task changing its policy or group.
1387  *
1388  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1389  * migrates between groups/classes.
1390  */
1391 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1392 {
1393         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1394
1395         for_each_sched_entity(se)
1396                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1397 }
1398
1399 /*
1400  * All the scheduling class methods:
1401  */
1402 static const struct sched_class fair_sched_class = {
1403         .next                   = &idle_sched_class,
1404         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1405         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1406         .yield_task             = yield_task_fair,
1407 #ifdef CONFIG_SMP
1408         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
1409 #endif /* CONFIG_SMP */
1410
1411         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
1412
1413         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1414         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1415
1416 #ifdef CONFIG_SMP
1417         .load_balance           = load_balance_fair,
1418         .move_one_task          = move_one_task_fair,
1419 #endif
1420
1421         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1422         .task_tick              = task_tick_fair,
1423         .task_new               = task_new_fair,
1424
1425         .prio_changed           = prio_changed_fair,
1426         .switched_to            = switched_to_fair,
1427 };
1428
1429 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1430 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1431 {
1432         struct cfs_rq *cfs_rq;
1433
1434 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1435         print_cfs_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->cfs);
1436 #endif
1437         lock_task_group_list();
1438         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1439                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1440         unlock_task_group_list();
1441 }
1442 #endif