sched: rt throttling vs no_hz
[linux-2.6-microblaze.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 /*
24  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
25  * (default: 20ms * (1 + ilog(ncpus)), 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 unsigned int sysctl_sched_latency = 20000000ULL;
36
37 /*
38  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
39  * (default: 4 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  */
41 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 4000000ULL;
42
43 /*
44  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
45  */
46 static unsigned int sched_nr_latency = 5;
47
48 /*
49  * After fork, child runs first. (default) If set to 0 then
50  * parent will (try to) run first.
51  */
52 const_debug unsigned int sysctl_sched_child_runs_first = 1;
53
54 /*
55  * sys_sched_yield() compat mode
56  *
57  * This option switches the agressive yield implementation of the
58  * old scheduler back on.
59  */
60 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
61
62 /*
63  * SCHED_BATCH wake-up granularity.
64  * (default: 10 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
65  *
66  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
67  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
68  * have immediate wakeup/sleep latencies.
69  */
70 unsigned int sysctl_sched_batch_wakeup_granularity = 10000000UL;
71
72 /*
73  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
74  * (default: 10 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
75  *
76  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
77  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
78  * have immediate wakeup/sleep latencies.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 10000000UL;
81
82 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
83
84 /**************************************************************
85  * CFS operations on generic schedulable entities:
86  */
87
88 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
89
90 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
91 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
92 {
93         return cfs_rq->rq;
94 }
95
96 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
97 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
98
99 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
100
101 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
102 {
103         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
104 }
105
106 #define entity_is_task(se)      1
107
108 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
109
110 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
111 {
112         return container_of(se, struct task_struct, se);
113 }
114
115
116 /**************************************************************
117  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
118  */
119
120 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
121 {
122         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
123         if (delta > 0)
124                 min_vruntime = vruntime;
125
126         return min_vruntime;
127 }
128
129 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
130 {
131         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
132         if (delta < 0)
133                 min_vruntime = vruntime;
134
135         return min_vruntime;
136 }
137
138 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
139 {
140         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
141 }
142
143 /*
144  * Enqueue an entity into the rb-tree:
145  */
146 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
147 {
148         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
149         struct rb_node *parent = NULL;
150         struct sched_entity *entry;
151         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
152         int leftmost = 1;
153
154         /*
155          * Find the right place in the rbtree:
156          */
157         while (*link) {
158                 parent = *link;
159                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
160                 /*
161                  * We dont care about collisions. Nodes with
162                  * the same key stay together.
163                  */
164                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
165                         link = &parent->rb_left;
166                 } else {
167                         link = &parent->rb_right;
168                         leftmost = 0;
169                 }
170         }
171
172         /*
173          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
174          * used):
175          */
176         if (leftmost)
177                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
178
179         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
180         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
181 }
182
183 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
184 {
185         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node)
186                 cfs_rq->rb_leftmost = rb_next(&se->run_node);
187
188         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
189 }
190
191 static inline struct rb_node *first_fair(struct cfs_rq *cfs_rq)
192 {
193         return cfs_rq->rb_leftmost;
194 }
195
196 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
197 {
198         return rb_entry(first_fair(cfs_rq), struct sched_entity, run_node);
199 }
200
201 static inline struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
202 {
203         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
204         struct sched_entity *se = NULL;
205         struct rb_node *parent;
206
207         while (*link) {
208                 parent = *link;
209                 se = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
210                 link = &parent->rb_right;
211         }
212
213         return se;
214 }
215
216 /**************************************************************
217  * Scheduling class statistics methods:
218  */
219
220 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
221 int sched_nr_latency_handler(struct ctl_table *table, int write,
222                 struct file *filp, void __user *buffer, size_t *lenp,
223                 loff_t *ppos)
224 {
225         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, filp, buffer, lenp, ppos);
226
227         if (ret || !write)
228                 return ret;
229
230         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
231                                         sysctl_sched_min_granularity);
232
233         return 0;
234 }
235 #endif
236
237 /*
238  * The idea is to set a period in which each task runs once.
239  *
240  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
241  * this period because otherwise the slices get too small.
242  *
243  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
244  */
245 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
246 {
247         u64 period = sysctl_sched_latency;
248         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
249
250         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
251                 period = sysctl_sched_min_granularity;
252                 period *= nr_running;
253         }
254
255         return period;
256 }
257
258 /*
259  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
260  * proportional to the weight.
261  *
262  * s = p*w/rw
263  */
264 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
265 {
266         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running);
267
268         slice *= se->load.weight;
269         do_div(slice, cfs_rq->load.weight);
270
271         return slice;
272 }
273
274 /*
275  * We calculate the vruntime slice.
276  *
277  * vs = s/w = p/rw
278  */
279 static u64 __sched_vslice(unsigned long rq_weight, unsigned long nr_running)
280 {
281         u64 vslice = __sched_period(nr_running);
282
283         vslice *= NICE_0_LOAD;
284         do_div(vslice, rq_weight);
285
286         return vslice;
287 }
288
289 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq)
290 {
291         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight, cfs_rq->nr_running);
292 }
293
294 static u64 sched_vslice_add(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
295 {
296         return __sched_vslice(cfs_rq->load.weight + se->load.weight,
297                         cfs_rq->nr_running + 1);
298 }
299
300 /*
301  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
302  * are not in our scheduling class.
303  */
304 static inline void
305 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
306               unsigned long delta_exec)
307 {
308         unsigned long delta_exec_weighted;
309         u64 vruntime;
310
311         schedstat_set(curr->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
312
313         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
314         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
315         delta_exec_weighted = delta_exec;
316         if (unlikely(curr->load.weight != NICE_0_LOAD)) {
317                 delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec_weighted,
318                                                         &curr->load);
319         }
320         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
321
322         /*
323          * maintain cfs_rq->min_vruntime to be a monotonic increasing
324          * value tracking the leftmost vruntime in the tree.
325          */
326         if (first_fair(cfs_rq)) {
327                 vruntime = min_vruntime(curr->vruntime,
328                                 __pick_next_entity(cfs_rq)->vruntime);
329         } else
330                 vruntime = curr->vruntime;
331
332         cfs_rq->min_vruntime =
333                 max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
334 }
335
336 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
337 {
338         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
339         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
340         unsigned long delta_exec;
341
342         if (unlikely(!curr))
343                 return;
344
345         /*
346          * Get the amount of time the current task was running
347          * since the last time we changed load (this cannot
348          * overflow on 32 bits):
349          */
350         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
351
352         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
353         curr->exec_start = now;
354
355         if (entity_is_task(curr)) {
356                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
357
358                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
359         }
360 }
361
362 static inline void
363 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
364 {
365         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
366 }
367
368 /*
369  * Task is being enqueued - update stats:
370  */
371 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
372 {
373         /*
374          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
375          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
376          */
377         if (se != cfs_rq->curr)
378                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
379 }
380
381 static void
382 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
383 {
384         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
385                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
386         schedstat_set(se->wait_start, 0);
387 }
388
389 static inline void
390 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
391 {
392         /*
393          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
394          * waiting task:
395          */
396         if (se != cfs_rq->curr)
397                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
398 }
399
400 /*
401  * We are picking a new current task - update its stats:
402  */
403 static inline void
404 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
405 {
406         /*
407          * We are starting a new run period:
408          */
409         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
410 }
411
412 /**************************************************
413  * Scheduling class queueing methods:
414  */
415
416 static void
417 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
418 {
419         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
420         cfs_rq->nr_running++;
421         se->on_rq = 1;
422 }
423
424 static void
425 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
426 {
427         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
428         cfs_rq->nr_running--;
429         se->on_rq = 0;
430 }
431
432 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
433 {
434 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
435         if (se->sleep_start) {
436                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
437
438                 if ((s64)delta < 0)
439                         delta = 0;
440
441                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
442                         se->sleep_max = delta;
443
444                 se->sleep_start = 0;
445                 se->sum_sleep_runtime += delta;
446         }
447         if (se->block_start) {
448                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
449
450                 if ((s64)delta < 0)
451                         delta = 0;
452
453                 if (unlikely(delta > se->block_max))
454                         se->block_max = delta;
455
456                 se->block_start = 0;
457                 se->sum_sleep_runtime += delta;
458
459                 /*
460                  * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by 20 to
461                  * get a milliseconds-range estimation of the amount of
462                  * time that the task spent sleeping:
463                  */
464                 if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
465                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
466
467                         profile_hits(SLEEP_PROFILING, (void *)get_wchan(tsk),
468                                      delta >> 20);
469                 }
470         }
471 #endif
472 }
473
474 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
475 {
476 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
477         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
478
479         if (d < 0)
480                 d = -d;
481
482         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
483                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
484 #endif
485 }
486
487 static void
488 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
489 {
490         u64 vruntime;
491
492         vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
493
494         if (sched_feat(TREE_AVG)) {
495                 struct sched_entity *last = __pick_last_entity(cfs_rq);
496                 if (last) {
497                         vruntime += last->vruntime;
498                         vruntime >>= 1;
499                 }
500         } else if (sched_feat(APPROX_AVG) && cfs_rq->nr_running)
501                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq)/2;
502
503         /*
504          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
505          * however the extra weight of the new task will slow them down a
506          * little, place the new task so that it fits in the slot that
507          * stays open at the end.
508          */
509         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
510                 vruntime += sched_vslice_add(cfs_rq, se);
511
512         if (!initial) {
513                 /* sleeps upto a single latency don't count. */
514                 if (sched_feat(NEW_FAIR_SLEEPERS) && entity_is_task(se))
515                         vruntime -= sysctl_sched_latency;
516
517                 /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
518                 vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
519         }
520
521         se->vruntime = vruntime;
522 }
523
524 static void
525 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int wakeup)
526 {
527         /*
528          * Update run-time statistics of the 'current'.
529          */
530         update_curr(cfs_rq);
531
532         if (wakeup) {
533                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
534                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
535         }
536
537         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
538         check_spread(cfs_rq, se);
539         if (se != cfs_rq->curr)
540                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
541         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
542 }
543
544 static void
545 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
546 {
547         /*
548          * Update run-time statistics of the 'current'.
549          */
550         update_curr(cfs_rq);
551
552         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
553         if (sleep) {
554 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
555                 if (entity_is_task(se)) {
556                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
557
558                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
559                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
560                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
561                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
562                 }
563 #endif
564         }
565
566         if (se != cfs_rq->curr)
567                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
568         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
569 }
570
571 /*
572  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
573  */
574 static void
575 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
576 {
577         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
578
579         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
580         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
581         if (delta_exec > ideal_runtime)
582                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
583 }
584
585 static void
586 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
587 {
588         /* 'current' is not kept within the tree. */
589         if (se->on_rq) {
590                 /*
591                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
592                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
593                  * runqueue.
594                  */
595                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
596                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
597         }
598
599         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
600         cfs_rq->curr = se;
601 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
602         /*
603          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
604          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
605          * when there are only lesser-weight tasks around):
606          */
607         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
608                 se->slice_max = max(se->slice_max,
609                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
610         }
611 #endif
612         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
613 }
614
615 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
616 {
617         struct sched_entity *se = NULL;
618
619         if (first_fair(cfs_rq)) {
620                 se = __pick_next_entity(cfs_rq);
621                 set_next_entity(cfs_rq, se);
622         }
623
624         return se;
625 }
626
627 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
628 {
629         /*
630          * If still on the runqueue then deactivate_task()
631          * was not called and update_curr() has to be done:
632          */
633         if (prev->on_rq)
634                 update_curr(cfs_rq);
635
636         check_spread(cfs_rq, prev);
637         if (prev->on_rq) {
638                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
639                 /* Put 'current' back into the tree. */
640                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
641         }
642         cfs_rq->curr = NULL;
643 }
644
645 static void
646 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
647 {
648         /*
649          * Update run-time statistics of the 'current'.
650          */
651         update_curr(cfs_rq);
652
653 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
654         /*
655          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
656          * validating it and just reschedule.
657          */
658         if (queued)
659                 return resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
660         /*
661          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
662          */
663         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
664                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
665                 return;
666 #endif
667
668         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
669                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
670 }
671
672 /**************************************************
673  * CFS operations on tasks:
674  */
675
676 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
677
678 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
679 #define for_each_sched_entity(se) \
680                 for (; se; se = se->parent)
681
682 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
683 {
684         return p->se.cfs_rq;
685 }
686
687 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
688 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
689 {
690         return se->cfs_rq;
691 }
692
693 /* runqueue "owned" by this group */
694 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
695 {
696         return grp->my_q;
697 }
698
699 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
700  * another cpu ('this_cpu')
701  */
702 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
703 {
704         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
705 }
706
707 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
708 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
709         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
710
711 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
712 static inline int
713 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
714 {
715         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
716                 return 1;
717
718         return 0;
719 }
720
721 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
722 {
723         return se->parent;
724 }
725
726 #define GROUP_IMBALANCE_PCT     20
727
728 #else   /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
729
730 #define for_each_sched_entity(se) \
731                 for (; se; se = NULL)
732
733 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
734 {
735         return &task_rq(p)->cfs;
736 }
737
738 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
739 {
740         struct task_struct *p = task_of(se);
741         struct rq *rq = task_rq(p);
742
743         return &rq->cfs;
744 }
745
746 /* runqueue "owned" by this group */
747 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
748 {
749         return NULL;
750 }
751
752 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
753 {
754         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
755 }
756
757 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
758                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
759
760 static inline int
761 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
762 {
763         return 1;
764 }
765
766 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
767 {
768         return NULL;
769 }
770
771 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
772
773 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
774 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
775 {
776         int requeue = rq->curr == p;
777         struct sched_entity *se = &p->se;
778         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
779
780         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
781
782         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
783                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
784                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
785                 s64 delta = slice - ran;
786
787                 if (delta < 0) {
788                         if (rq->curr == p)
789                                 resched_task(p);
790                         return;
791                 }
792
793                 /*
794                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
795                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
796                  */
797                 if (!requeue)
798                         delta = max(10000LL, delta);
799
800                 hrtick_start(rq, delta, requeue);
801         }
802 }
803 #else
804 static inline void
805 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
806 {
807 }
808 #endif
809
810 /*
811  * The enqueue_task method is called before nr_running is
812  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
813  * then put the task into the rbtree:
814  */
815 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
816 {
817         struct cfs_rq *cfs_rq;
818         struct sched_entity *se = &p->se,
819                             *topse = NULL;      /* Highest schedulable entity */
820         int incload = 1;
821
822         for_each_sched_entity(se) {
823                 topse = se;
824                 if (se->on_rq) {
825                         incload = 0;
826                         break;
827                 }
828                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
829                 enqueue_entity(cfs_rq, se, wakeup);
830                 wakeup = 1;
831         }
832         /* Increment cpu load if we just enqueued the first task of a group on
833          * 'rq->cpu'. 'topse' represents the group to which task 'p' belongs
834          * at the highest grouping level.
835          */
836         if (incload)
837                 inc_cpu_load(rq, topse->load.weight);
838
839         hrtick_start_fair(rq, rq->curr);
840 }
841
842 /*
843  * The dequeue_task method is called before nr_running is
844  * decreased. We remove the task from the rbtree and
845  * update the fair scheduling stats:
846  */
847 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
848 {
849         struct cfs_rq *cfs_rq;
850         struct sched_entity *se = &p->se,
851                             *topse = NULL;      /* Highest schedulable entity */
852         int decload = 1;
853
854         for_each_sched_entity(se) {
855                 topse = se;
856                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
857                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
858                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
859                 if (cfs_rq->load.weight) {
860                         if (parent_entity(se))
861                                 decload = 0;
862                         break;
863                 }
864                 sleep = 1;
865         }
866         /* Decrement cpu load if we just dequeued the last task of a group on
867          * 'rq->cpu'. 'topse' represents the group to which task 'p' belongs
868          * at the highest grouping level.
869          */
870         if (decload)
871                 dec_cpu_load(rq, topse->load.weight);
872
873         hrtick_start_fair(rq, rq->curr);
874 }
875
876 /*
877  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
878  *
879  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
880  */
881 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
882 {
883         struct task_struct *curr = rq->curr;
884         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
885         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
886
887         /*
888          * Are we the only task in the tree?
889          */
890         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
891                 return;
892
893         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
894                 __update_rq_clock(rq);
895                 /*
896                  * Update run-time statistics of the 'current'.
897                  */
898                 update_curr(cfs_rq);
899
900                 return;
901         }
902         /*
903          * Find the rightmost entry in the rbtree:
904          */
905         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
906         /*
907          * Already in the rightmost position?
908          */
909         if (unlikely(rightmost->vruntime < se->vruntime))
910                 return;
911
912         /*
913          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
914          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
915          * 'current' within the tree based on its new key value.
916          */
917         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
918 }
919
920 /*
921  * wake_idle() will wake a task on an idle cpu if task->cpu is
922  * not idle and an idle cpu is available.  The span of cpus to
923  * search starts with cpus closest then further out as needed,
924  * so we always favor a closer, idle cpu.
925  *
926  * Returns the CPU we should wake onto.
927  */
928 #if defined(ARCH_HAS_SCHED_WAKE_IDLE)
929 static int wake_idle(int cpu, struct task_struct *p)
930 {
931         cpumask_t tmp;
932         struct sched_domain *sd;
933         int i;
934
935         /*
936          * If it is idle, then it is the best cpu to run this task.
937          *
938          * This cpu is also the best, if it has more than one task already.
939          * Siblings must be also busy(in most cases) as they didn't already
940          * pickup the extra load from this cpu and hence we need not check
941          * sibling runqueue info. This will avoid the checks and cache miss
942          * penalities associated with that.
943          */
944         if (idle_cpu(cpu) || cpu_rq(cpu)->nr_running > 1)
945                 return cpu;
946
947         for_each_domain(cpu, sd) {
948                 if (sd->flags & SD_WAKE_IDLE) {
949                         cpus_and(tmp, sd->span, p->cpus_allowed);
950                         for_each_cpu_mask(i, tmp) {
951                                 if (idle_cpu(i)) {
952                                         if (i != task_cpu(p)) {
953                                                 schedstat_inc(p,
954                                                        se.nr_wakeups_idle);
955                                         }
956                                         return i;
957                                 }
958                         }
959                 } else {
960                         break;
961                 }
962         }
963         return cpu;
964 }
965 #else
966 static inline int wake_idle(int cpu, struct task_struct *p)
967 {
968         return cpu;
969 }
970 #endif
971
972 #ifdef CONFIG_SMP
973 static int select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sync)
974 {
975         int cpu, this_cpu;
976         struct rq *rq;
977         struct sched_domain *sd, *this_sd = NULL;
978         int new_cpu;
979
980         cpu      = task_cpu(p);
981         rq       = task_rq(p);
982         this_cpu = smp_processor_id();
983         new_cpu  = cpu;
984
985         if (cpu == this_cpu)
986                 goto out_set_cpu;
987
988         for_each_domain(this_cpu, sd) {
989                 if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
990                         this_sd = sd;
991                         break;
992                 }
993         }
994
995         if (unlikely(!cpu_isset(this_cpu, p->cpus_allowed)))
996                 goto out_set_cpu;
997
998         /*
999          * Check for affine wakeup and passive balancing possibilities.
1000          */
1001         if (this_sd) {
1002                 int idx = this_sd->wake_idx;
1003                 unsigned int imbalance;
1004                 unsigned long load, this_load;
1005
1006                 imbalance = 100 + (this_sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1007
1008                 load = source_load(cpu, idx);
1009                 this_load = target_load(this_cpu, idx);
1010
1011                 new_cpu = this_cpu; /* Wake to this CPU if we can */
1012
1013                 if (this_sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1014                         unsigned long tl = this_load;
1015                         unsigned long tl_per_task;
1016
1017                         /*
1018                          * Attract cache-cold tasks on sync wakeups:
1019                          */
1020                         if (sync && !task_hot(p, rq->clock, this_sd))
1021                                 goto out_set_cpu;
1022
1023                         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_affine_attempts);
1024                         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
1025
1026                         /*
1027                          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
1028                          * effect of the currently running task from the load
1029                          * of the current CPU:
1030                          */
1031                         if (sync)
1032                                 tl -= current->se.load.weight;
1033
1034                         if ((tl <= load &&
1035                                 tl + target_load(cpu, idx) <= tl_per_task) ||
1036                                100*(tl + p->se.load.weight) <= imbalance*load) {
1037                                 /*
1038                                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
1039                                  * p is cache cold in this domain, and
1040                                  * there is no bad imbalance.
1041                                  */
1042                                 schedstat_inc(this_sd, ttwu_move_affine);
1043                                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_affine);
1044                                 goto out_set_cpu;
1045                         }
1046                 }
1047
1048                 /*
1049                  * Start passive balancing when half the imbalance_pct
1050                  * limit is reached.
1051                  */
1052                 if (this_sd->flags & SD_WAKE_BALANCE) {
1053                         if (imbalance*this_load <= 100*load) {
1054                                 schedstat_inc(this_sd, ttwu_move_balance);
1055                                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_passive);
1056                                 goto out_set_cpu;
1057                         }
1058                 }
1059         }
1060
1061         new_cpu = cpu; /* Could not wake to this_cpu. Wake to cpu instead */
1062 out_set_cpu:
1063         return wake_idle(new_cpu, p);
1064 }
1065 #endif /* CONFIG_SMP */
1066
1067
1068 /*
1069  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1070  */
1071 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1072 {
1073         struct task_struct *curr = rq->curr;
1074         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1075         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
1076         unsigned long gran;
1077
1078         if (unlikely(rt_prio(p->prio))) {
1079                 update_rq_clock(rq);
1080                 update_curr(cfs_rq);
1081                 resched_task(curr);
1082                 return;
1083         }
1084         /*
1085          * Batch tasks do not preempt (their preemption is driven by
1086          * the tick):
1087          */
1088         if (unlikely(p->policy == SCHED_BATCH))
1089                 return;
1090
1091         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1092                 return;
1093
1094         while (!is_same_group(se, pse)) {
1095                 se = parent_entity(se);
1096                 pse = parent_entity(pse);
1097         }
1098
1099         gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1100         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
1101                 gran = calc_delta_fair(gran, &se->load);
1102
1103         if (pse->vruntime + gran < se->vruntime)
1104                 resched_task(curr);
1105 }
1106
1107 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1108 {
1109         struct task_struct *p;
1110         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1111         struct sched_entity *se;
1112
1113         if (unlikely(!cfs_rq->nr_running))
1114                 return NULL;
1115
1116         do {
1117                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1118                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1119         } while (cfs_rq);
1120
1121         p = task_of(se);
1122         hrtick_start_fair(rq, p);
1123
1124         return p;
1125 }
1126
1127 /*
1128  * Account for a descheduled task:
1129  */
1130 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1131 {
1132         struct sched_entity *se = &prev->se;
1133         struct cfs_rq *cfs_rq;
1134
1135         for_each_sched_entity(se) {
1136                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1137                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1138         }
1139 }
1140
1141 #ifdef CONFIG_SMP
1142 /**************************************************
1143  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1144  */
1145
1146 /*
1147  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
1148  * during the whole iteration, the current task might be
1149  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
1150  * achieve that by always pre-iterating before returning
1151  * the current task:
1152  */
1153 static struct task_struct *
1154 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rb_node *curr)
1155 {
1156         struct task_struct *p;
1157
1158         if (!curr)
1159                 return NULL;
1160
1161         p = rb_entry(curr, struct task_struct, se.run_node);
1162         cfs_rq->rb_load_balance_curr = rb_next(curr);
1163
1164         return p;
1165 }
1166
1167 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
1168 {
1169         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1170
1171         return __load_balance_iterator(cfs_rq, first_fair(cfs_rq));
1172 }
1173
1174 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
1175 {
1176         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1177
1178         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->rb_load_balance_curr);
1179 }
1180
1181 static unsigned long
1182 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1183                   unsigned long max_load_move,
1184                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1185                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1186 {
1187         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1188         long rem_load_move = max_load_move;
1189         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1190         unsigned long load_moved;
1191
1192         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1193         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1194
1195         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1196 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1197                 struct cfs_rq *this_cfs_rq = busy_cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
1198                 unsigned long maxload, task_load, group_weight;
1199                 unsigned long thisload, per_task_load;
1200                 struct sched_entity *se = busy_cfs_rq->tg->se[busiest->cpu];
1201
1202                 task_load = busy_cfs_rq->load.weight;
1203                 group_weight = se->load.weight;
1204
1205                 /*
1206                  * 'group_weight' is contributed by tasks of total weight
1207                  * 'task_load'. To move 'rem_load_move' worth of weight only,
1208                  * we need to move a maximum task load of:
1209                  *
1210                  *      maxload = (remload / group_weight) * task_load;
1211                  */
1212                 maxload = (rem_load_move * task_load) / group_weight;
1213
1214                 if (!maxload || !task_load)
1215                         continue;
1216
1217                 per_task_load = task_load / busy_cfs_rq->nr_running;
1218                 /*
1219                  * balance_tasks will try to forcibly move atleast one task if
1220                  * possible (because of SCHED_LOAD_SCALE_FUZZ). Avoid that if
1221                  * maxload is less than GROUP_IMBALANCE_FUZZ% the per_task_load.
1222                  */
1223                  if (100 * maxload < GROUP_IMBALANCE_PCT * per_task_load)
1224                         continue;
1225
1226                 /* Disable priority-based load balance */
1227                 *this_best_prio = 0;
1228                 thisload = this_cfs_rq->load.weight;
1229 #else
1230 # define maxload rem_load_move
1231 #endif
1232                 /*
1233                  * pass busy_cfs_rq argument into
1234                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1235                  */
1236                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1237                 load_moved = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1238                                                maxload, sd, idle, all_pinned,
1239                                                this_best_prio,
1240                                                &cfs_rq_iterator);
1241
1242 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1243                 /*
1244                  * load_moved holds the task load that was moved. The
1245                  * effective (group) weight moved would be:
1246                  *      load_moved_eff = load_moved/task_load * group_weight;
1247                  */
1248                 load_moved = (group_weight * load_moved) / task_load;
1249
1250                 /* Adjust shares on both cpus to reflect load_moved */
1251                 group_weight -= load_moved;
1252                 set_se_shares(se, group_weight);
1253
1254                 se = busy_cfs_rq->tg->se[this_cpu];
1255                 if (!thisload)
1256                         group_weight = load_moved;
1257                 else
1258                         group_weight = se->load.weight + load_moved;
1259                 set_se_shares(se, group_weight);
1260 #endif
1261
1262                 rem_load_move -= load_moved;
1263
1264                 if (rem_load_move <= 0)
1265                         break;
1266         }
1267
1268         return max_load_move - rem_load_move;
1269 }
1270
1271 static int
1272 move_one_task_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1273                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1274 {
1275         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1276         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1277
1278         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1279         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1280
1281         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1282                 /*
1283                  * pass busy_cfs_rq argument into
1284                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1285                  */
1286                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1287                 if (iter_move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle,
1288                                        &cfs_rq_iterator))
1289                     return 1;
1290         }
1291
1292         return 0;
1293 }
1294 #endif
1295
1296 /*
1297  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
1298  */
1299 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
1300 {
1301         struct cfs_rq *cfs_rq;
1302         struct sched_entity *se = &curr->se;
1303
1304         for_each_sched_entity(se) {
1305                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1306                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
1307         }
1308 }
1309
1310 #define swap(a, b) do { typeof(a) tmp = (a); (a) = (b); (b) = tmp; } while (0)
1311
1312 /*
1313  * Share the fairness runtime between parent and child, thus the
1314  * total amount of pressure for CPU stays equal - new tasks
1315  * get a chance to run but frequent forkers are not allowed to
1316  * monopolize the CPU. Note: the parent runqueue is locked,
1317  * the child is not running yet.
1318  */
1319 static void task_new_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1320 {
1321         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
1322         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
1323         int this_cpu = smp_processor_id();
1324
1325         sched_info_queued(p);
1326
1327         update_curr(cfs_rq);
1328         place_entity(cfs_rq, se, 1);
1329
1330         /* 'curr' will be NULL if the child belongs to a different group */
1331         if (sysctl_sched_child_runs_first && this_cpu == task_cpu(p) &&
1332                         curr && curr->vruntime < se->vruntime) {
1333                 /*
1334                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1335                  * 'current' within the tree based on its new key value.
1336                  */
1337                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
1338         }
1339
1340         enqueue_task_fair(rq, p, 0);
1341         resched_task(rq->curr);
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
1346  * the current task.
1347  */
1348 static void prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1349                               int oldprio, int running)
1350 {
1351         /*
1352          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
1353          * our priority decreased, or if we are not currently running on
1354          * this runqueue and our priority is higher than the current's
1355          */
1356         if (running) {
1357                 if (p->prio > oldprio)
1358                         resched_task(rq->curr);
1359         } else
1360                 check_preempt_curr(rq, p);
1361 }
1362
1363 /*
1364  * We switched to the sched_fair class.
1365  */
1366 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1367                              int running)
1368 {
1369         /*
1370          * We were most likely switched from sched_rt, so
1371          * kick off the schedule if running, otherwise just see
1372          * if we can still preempt the current task.
1373          */
1374         if (running)
1375                 resched_task(rq->curr);
1376         else
1377                 check_preempt_curr(rq, p);
1378 }
1379
1380 /* Account for a task changing its policy or group.
1381  *
1382  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
1383  * migrates between groups/classes.
1384  */
1385 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
1386 {
1387         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
1388
1389         for_each_sched_entity(se)
1390                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
1391 }
1392
1393 /*
1394  * All the scheduling class methods:
1395  */
1396 static const struct sched_class fair_sched_class = {
1397         .next                   = &idle_sched_class,
1398         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
1399         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
1400         .yield_task             = yield_task_fair,
1401 #ifdef CONFIG_SMP
1402         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
1403 #endif /* CONFIG_SMP */
1404
1405         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
1406
1407         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
1408         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
1409
1410 #ifdef CONFIG_SMP
1411         .load_balance           = load_balance_fair,
1412         .move_one_task          = move_one_task_fair,
1413 #endif
1414
1415         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
1416         .task_tick              = task_tick_fair,
1417         .task_new               = task_new_fair,
1418
1419         .prio_changed           = prio_changed_fair,
1420         .switched_to            = switched_to_fair,
1421 };
1422
1423 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1424 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1425 {
1426         struct cfs_rq *cfs_rq;
1427
1428 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1429         print_cfs_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->cfs);
1430 #endif
1431         lock_task_group_list();
1432         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
1433                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
1434         unlock_task_group_list();
1435 }
1436 #endif