sched/fair: Remove double_lock_balance() from load_balance()
authorKirill Tkhai <ktkhai@parallels.com>
Wed, 20 Aug 2014 09:48:29 +0000 (13:48 +0400)
committerIngo Molnar <mingo@kernel.org>
Wed, 20 Aug 2014 12:53:05 +0000 (14:53 +0200)
Avoid double_rq_lock() and use TASK_ON_RQ_MIGRATING for
load_balance(). The advantage is (obviously) not holding two
rq->lock's at the same time and thereby increasing parallelism.

Further note that if there was no task to migrate we will not
have acquired the second rq->lock at all.

The important point to note is that because we acquire dst->lock
immediately after releasing src->lock the potential wait time of
task_rq_lock() callers on TASK_ON_RQ_MIGRATING is not longer
than it would have been in the double rq lock scenario.

Signed-off-by: Kirill Tkhai <ktkhai@parallels.com>
Cc: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Cc: Paul Turner <pjt@google.com>
Cc: Oleg Nesterov <oleg@redhat.com>
Cc: Steven Rostedt <rostedt@goodmis.org>
Cc: Mike Galbraith <umgwanakikbuti@gmail.com>
Cc: Kirill Tkhai <tkhai@yandex.ru>
Cc: Tim Chen <tim.c.chen@linux.intel.com>
Cc: Nicolas Pitre <nicolas.pitre@linaro.org>
Cc: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Link: http://lkml.kernel.org/r/1408528109.23412.94.camel@tkhai
Signed-off-by: Ingo Molnar <mingo@kernel.org>
kernel/sched/fair.c

index 7e5cf051c14482f04355abbf4b02b2330d53590b..d3427a8f254bff904bf819555699666c25aeed80 100644 (file)
@@ -4709,7 +4709,7 @@ static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_
                return;
 
        /*
-        * This is possible from callers such as move_task(), in which we
+        * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
         * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
         * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
         * next-buddy nomination below.
@@ -5117,20 +5117,9 @@ struct lb_env {
        unsigned int            loop_max;
 
        enum fbq_type           fbq_type;
+       struct list_head        tasks;
 };
 
-/*
- * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
- * Both runqueues must be locked.
- */
-static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
-{
-       deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
-       set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
-       activate_task(env->dst_rq, p, 0);
-       check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
-}
-
 /*
  * Is this task likely cache-hot:
  */
@@ -5345,6 +5334,18 @@ int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
        return 0;
 }
 
+/*
+ * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
+ */
+static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
+{
+       lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
+
+       deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
+       p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
+       set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
+}
+
 /*
  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
  * part of active balancing operations within "domain".
@@ -5361,15 +5362,13 @@ static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
                if (!can_migrate_task(p, env))
                        continue;
 
-               deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
-               p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
-               set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
+               detach_task(p, env);
 
                /*
                 * Right now, this is only the second place where
-                * lb_gained[env->idle] is updated (other is move_tasks)
+                * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
                 * so we can safely collect stats here rather than
-                * inside move_tasks().
+                * inside detach_tasks().
                 */
                schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
                return p;
@@ -5377,35 +5376,22 @@ static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
        return NULL;
 }
 
-/*
- * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
- * its new rq.
- */
-static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
-{
-       raw_spin_lock(&rq->lock);
-       BUG_ON(task_rq(p) != rq);
-       p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
-       activate_task(rq, p, 0);
-       check_preempt_curr(rq, p, 0);
-       raw_spin_unlock(&rq->lock);
-}
-
 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
 
 /*
- * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
- * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
- * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
+ * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
+ * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
  *
- * Called with both runqueues locked.
+ * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
  */
-static int move_tasks(struct lb_env *env)
+static int detach_tasks(struct lb_env *env)
 {
        struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
        struct task_struct *p;
        unsigned long load;
-       int pulled = 0;
+       int detached = 0;
+
+       lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
 
        if (env->imbalance <= 0)
                return 0;
@@ -5436,14 +5422,16 @@ static int move_tasks(struct lb_env *env)
                if ((load / 2) > env->imbalance)
                        goto next;
 
-               move_task(p, env);
-               pulled++;
+               detach_task(p, env);
+               list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
+
+               detached++;
                env->imbalance -= load;
 
 #ifdef CONFIG_PREEMPT
                /*
                 * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
-                * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
+                * kernels will stop after the first task is detached to minimize
                 * the critical section.
                 */
                if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
@@ -5463,13 +5451,58 @@ next:
        }
 
        /*
-        * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
-        * so we can safely collect move_task() stats here rather than
-        * inside move_task().
+        * Right now, this is one of only two places we collect this stat
+        * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
+        * than inside detach_one_task().
         */
-       schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
+       schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
 
-       return pulled;
+       return detached;
+}
+
+/*
+ * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
+ */
+static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
+{
+       lockdep_assert_held(&rq->lock);
+
+       BUG_ON(task_rq(p) != rq);
+       p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
+       activate_task(rq, p, 0);
+       check_preempt_curr(rq, p, 0);
+}
+
+/*
+ * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
+ * its new rq.
+ */
+static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
+{
+       raw_spin_lock(&rq->lock);
+       attach_task(rq, p);
+       raw_spin_unlock(&rq->lock);
+}
+
+/*
+ * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
+ * new rq.
+ */
+static void attach_tasks(struct lb_env *env)
+{
+       struct list_head *tasks = &env->tasks;
+       struct task_struct *p;
+
+       raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
+
+       while (!list_empty(tasks)) {
+               p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
+               list_del_init(&p->se.group_node);
+
+               attach_task(env->dst_rq, p);
+       }
+
+       raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
 }
 
 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
@@ -6603,6 +6636,7 @@ static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
                .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
                .cpus           = cpus,
                .fbq_type       = all,
+               .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
        };
 
        /*
@@ -6652,16 +6686,29 @@ redo:
                env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
 
 more_balance:
-               local_irq_save(flags);
-               double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
+               raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
 
                /*
                 * cur_ld_moved - load moved in current iteration
                 * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
                 */
-               cur_ld_moved = move_tasks(&env);
-               ld_moved += cur_ld_moved;
-               double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
+               cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
+
+               /*
+                * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
+                * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
+                * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
+                * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
+                * See task_rq_lock() family for the details.
+                */
+
+               raw_spin_unlock(&busiest->lock);
+
+               if (cur_ld_moved) {
+                       attach_tasks(&env);
+                       ld_moved += cur_ld_moved;
+               }
+
                local_irq_restore(flags);
 
                /*
@@ -6797,7 +6844,7 @@ more_balance:
                 * If we've begun active balancing, start to back off. This
                 * case may not be covered by the all_pinned logic if there
                 * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
-                * move_tasks).
+                * detach_tasks).
                 */
                if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
                        sd->balance_interval *= 2;