sched/irqtime: Consolidate accounting synchronization with u64_stats API
[cascardo/linux.git] / kernel / sched / deadline.c
1 /*
2  * Deadline Scheduling Class (SCHED_DEADLINE)
3  *
4  * Earliest Deadline First (EDF) + Constant Bandwidth Server (CBS).
5  *
6  * Tasks that periodically executes their instances for less than their
7  * runtime won't miss any of their deadlines.
8  * Tasks that are not periodic or sporadic or that tries to execute more
9  * than their reserved bandwidth will be slowed down (and may potentially
10  * miss some of their deadlines), and won't affect any other task.
11  *
12  * Copyright (C) 2012 Dario Faggioli <raistlin@linux.it>,
13  *                    Juri Lelli <juri.lelli@gmail.com>,
14  *                    Michael Trimarchi <michael@amarulasolutions.com>,
15  *                    Fabio Checconi <fchecconi@gmail.com>
16  */
17 #include "sched.h"
18
19 #include <linux/slab.h>
20
21 struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
22
23 static inline struct task_struct *dl_task_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
24 {
25         return container_of(dl_se, struct task_struct, dl);
26 }
27
28 static inline struct rq *rq_of_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
29 {
30         return container_of(dl_rq, struct rq, dl);
31 }
32
33 static inline struct dl_rq *dl_rq_of_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
34 {
35         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
36         struct rq *rq = task_rq(p);
37
38         return &rq->dl;
39 }
40
41 static inline int on_dl_rq(struct sched_dl_entity *dl_se)
42 {
43         return !RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node);
44 }
45
46 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
47 {
48         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
49
50         return dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
51 }
52
53 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
54 {
55         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
56         dl_b->dl_period = period;
57         dl_b->dl_runtime = runtime;
58 }
59
60 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
61 {
62         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
63         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
64         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
65                 dl_b->bw = -1;
66         else
67                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
68         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
69         dl_b->total_bw = 0;
70 }
71
72 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
73 {
74         dl_rq->rb_root = RB_ROOT;
75
76 #ifdef CONFIG_SMP
77         /* zero means no -deadline tasks */
78         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
79
80         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
81         dl_rq->overloaded = 0;
82         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT;
83 #else
84         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
85 #endif
86 }
87
88 #ifdef CONFIG_SMP
89
90 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
91 {
92         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
93 }
94
95 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
96 {
97         if (!rq->online)
98                 return;
99
100         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
101         /*
102          * Must be visible before the overload count is
103          * set (as in sched_rt.c).
104          *
105          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
106          */
107         smp_wmb();
108         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
109 }
110
111 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
112 {
113         if (!rq->online)
114                 return;
115
116         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
117         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
118 }
119
120 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
121 {
122         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
123                 if (!dl_rq->overloaded) {
124                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
125                         dl_rq->overloaded = 1;
126                 }
127         } else if (dl_rq->overloaded) {
128                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
129                 dl_rq->overloaded = 0;
130         }
131 }
132
133 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
134 {
135         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
136
137         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
138                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
139
140         update_dl_migration(dl_rq);
141 }
142
143 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
144 {
145         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
146
147         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
148                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
149
150         update_dl_migration(dl_rq);
151 }
152
153 /*
154  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
155  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
156  */
157 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
158 {
159         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
160         struct rb_node **link = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_node;
161         struct rb_node *parent = NULL;
162         struct task_struct *entry;
163         int leftmost = 1;
164
165         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
166
167         while (*link) {
168                 parent = *link;
169                 entry = rb_entry(parent, struct task_struct,
170                                  pushable_dl_tasks);
171                 if (dl_entity_preempt(&p->dl, &entry->dl))
172                         link = &parent->rb_left;
173                 else {
174                         link = &parent->rb_right;
175                         leftmost = 0;
176                 }
177         }
178
179         if (leftmost) {
180                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = &p->pushable_dl_tasks;
181                 dl_rq->earliest_dl.next = p->dl.deadline;
182         }
183
184         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
185         rb_insert_color(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
186 }
187
188 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
189 {
190         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
191
192         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
193                 return;
194
195         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
196                 struct rb_node *next_node;
197
198                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
199                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = next_node;
200                 if (next_node) {
201                         dl_rq->earliest_dl.next = rb_entry(next_node,
202                                 struct task_struct, pushable_dl_tasks)->dl.deadline;
203                 }
204         }
205
206         rb_erase(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
207         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
208 }
209
210 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
211 {
212         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root);
213 }
214
215 static int push_dl_task(struct rq *rq);
216
217 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
218 {
219         return dl_task(prev);
220 }
221
222 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
223 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
224
225 static void push_dl_tasks(struct rq *);
226 static void pull_dl_task(struct rq *);
227
228 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
229 {
230         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
231                 return;
232
233         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
234 }
235
236 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
237 {
238         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
239 }
240
241 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
242
243 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
244 {
245         struct rq *later_rq = NULL;
246
247         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
248         if (!later_rq) {
249                 int cpu;
250
251                 /*
252                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
253                  * online cpu.
254                  */
255                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, tsk_cpus_allowed(p));
256                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
257                         /*
258                          * Fail to find any suitable cpu.
259                          * The task will never come back!
260                          */
261                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
262
263                         /*
264                          * If admission control is disabled we
265                          * try a little harder to let the task
266                          * run.
267                          */
268                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
269                 }
270                 later_rq = cpu_rq(cpu);
271                 double_lock_balance(rq, later_rq);
272         }
273
274         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
275         double_unlock_balance(later_rq, rq);
276
277         return later_rq;
278 }
279
280 #else
281
282 static inline
283 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
284 {
285 }
286
287 static inline
288 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
289 {
290 }
291
292 static inline
293 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
294 {
295 }
296
297 static inline
298 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
299 {
300 }
301
302 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
303 {
304         return false;
305 }
306
307 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
308 {
309 }
310
311 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
312 {
313 }
314
315 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
316 {
317 }
318 #endif /* CONFIG_SMP */
319
320 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
321 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
322 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
323                                   int flags);
324
325 /*
326  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
327  * and this means that:
328  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
329  *    current time + relative deadline;
330  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
331  *
332  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
333  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
334  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
335  * parameters.
336  */
337 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
338 {
339         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
340         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
341
342         WARN_ON(dl_se->dl_boosted);
343         WARN_ON(dl_time_before(rq_clock(rq), dl_se->deadline));
344
345         /*
346          * We are racing with the deadline timer. So, do nothing because
347          * the deadline timer handler will take care of properly recharging
348          * the runtime and postponing the deadline
349          */
350         if (dl_se->dl_throttled)
351                 return;
352
353         /*
354          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
355          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
356          * spent on hardirq context, etc.).
357          */
358         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + dl_se->dl_deadline;
359         dl_se->runtime = dl_se->dl_runtime;
360 }
361
362 /*
363  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
364  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
365  * exhausting its runtime.
366  *
367  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
368  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
369  * other entities.
370  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
371  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
372  *
373  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
374  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
375  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
376  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
377  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
378  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
379  */
380 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
381                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
382 {
383         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
384         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
385
386         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
387
388         /*
389          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
390          * Just go with full inherited parameters.
391          */
392         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
393                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
394                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
395         }
396
397         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
398                 dl_se->runtime = 0;
399
400         /*
401          * We keep moving the deadline away until we get some
402          * available runtime for the entity. This ensures correct
403          * handling of situations where the runtime overrun is
404          * arbitrary large.
405          */
406         while (dl_se->runtime <= 0) {
407                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
408                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
409         }
410
411         /*
412          * At this point, the deadline really should be "in
413          * the future" with respect to rq->clock. If it's
414          * not, we are, for some reason, lagging too much!
415          * Anyway, after having warn userspace abut that,
416          * we still try to keep the things running by
417          * resetting the deadline and the budget of the
418          * entity.
419          */
420         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
421                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
422                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
423                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
424         }
425
426         if (dl_se->dl_yielded)
427                 dl_se->dl_yielded = 0;
428         if (dl_se->dl_throttled)
429                 dl_se->dl_throttled = 0;
430 }
431
432 /*
433  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
434  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
435  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
436  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
437  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
438  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
439  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
440  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
441  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
442  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
443  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
444  * Documentation/scheduler/sched-deadline.txt for more informations).
445  *
446  * This function returns true if:
447  *
448  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_period ,
449  *
450  * IOW we can't recycle current parameters.
451  *
452  * Notice that the bandwidth check is done against the period. For
453  * task with deadline equal to period this is the same of using
454  * dl_deadline instead of dl_period in the equation above.
455  */
456 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
457                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
458 {
459         u64 left, right;
460
461         /*
462          * left and right are the two sides of the equation above,
463          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
464          * of divisions.
465          *
466          * Note that none of the time values involved in the two
467          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
468          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
469          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
470          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
471          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
472          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
473          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
474          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
475          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
476          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
477          * (but still we want to give the user that illusion >;).
478          */
479         left = (pi_se->dl_period >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
480         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
481                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
482
483         return dl_time_before(right, left);
484 }
485
486 /*
487  * When a -deadline entity is queued back on the runqueue, its runtime and
488  * deadline might need updating.
489  *
490  * The policy here is that we update the deadline of the entity only if:
491  *  - the current deadline is in the past,
492  *  - using the remaining runtime with the current deadline would make
493  *    the entity exceed its bandwidth.
494  */
495 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
496                              struct sched_dl_entity *pi_se)
497 {
498         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
499         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
500
501         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
502             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
503                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
504                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
505         }
506 }
507
508 /*
509  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
510  * while waiting for some new execution time to become available, we
511  * set the bandwidth enforcement timer to the replenishment instant
512  * and try to activate it.
513  *
514  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
515  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
516  * the future or in the past).
517  */
518 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
519 {
520         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
521         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
522         struct rq *rq = task_rq(p);
523         ktime_t now, act;
524         s64 delta;
525
526         lockdep_assert_held(&rq->lock);
527
528         /*
529          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
530          * that it is actually coming from rq->clock and not from
531          * hrtimer's time base reading.
532          */
533         act = ns_to_ktime(dl_se->deadline);
534         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
535         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
536         act = ktime_add_ns(act, delta);
537
538         /*
539          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
540          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
541          * start the timer in the past!
542          */
543         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
544                 return 0;
545
546         /*
547          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
548          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
549          *
550          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
551          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
552          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
553          * and observe our state.
554          */
555         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
556                 get_task_struct(p);
557                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS);
558         }
559
560         return 1;
561 }
562
563 /*
564  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
565  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
566  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
567  *
568  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
569  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
570  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
571  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
572  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
573  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
574  * next call to enqueue_task_dl().
575  */
576 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
577 {
578         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
579                                                      struct sched_dl_entity,
580                                                      dl_timer);
581         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
582         struct rq_flags rf;
583         struct rq *rq;
584
585         rq = task_rq_lock(p, &rf);
586
587         /*
588          * The task might have changed its scheduling policy to something
589          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_fromd_dl()).
590          */
591         if (!dl_task(p)) {
592                 __dl_clear_params(p);
593                 goto unlock;
594         }
595
596         /*
597          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
598          * boosting/deboosting path, its not throttled.
599          */
600         if (dl_se->dl_boosted)
601                 goto unlock;
602
603         /*
604          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
605          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
606          */
607         if (!dl_se->dl_throttled)
608                 goto unlock;
609
610         sched_clock_tick();
611         update_rq_clock(rq);
612
613         /*
614          * If the throttle happened during sched-out; like:
615          *
616          *   schedule()
617          *     deactivate_task()
618          *       dequeue_task_dl()
619          *         update_curr_dl()
620          *           start_dl_timer()
621          *         __dequeue_task_dl()
622          *     prev->on_rq = 0;
623          *
624          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
625          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
626          */
627         if (!task_on_rq_queued(p)) {
628                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
629                 goto unlock;
630         }
631
632 #ifdef CONFIG_SMP
633         if (unlikely(!rq->online)) {
634                 /*
635                  * If the runqueue is no longer available, migrate the
636                  * task elsewhere. This necessarily changes rq.
637                  */
638                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
639                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
640                 rf.cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
641
642                 /*
643                  * Now that the task has been migrated to the new RQ and we
644                  * have that locked, proceed as normal and enqueue the task
645                  * there.
646                  */
647         }
648 #endif
649
650         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
651         if (dl_task(rq->curr))
652                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
653         else
654                 resched_curr(rq);
655
656 #ifdef CONFIG_SMP
657         /*
658          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
659          * to kick someone away.
660          */
661         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
662                 /*
663                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
664                  * rq->lock.
665                  */
666                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
667                 push_dl_task(rq);
668                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
669         }
670 #endif
671
672 unlock:
673         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
674
675         /*
676          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
677          * anything related to that after this.
678          */
679         put_task_struct(p);
680
681         return HRTIMER_NORESTART;
682 }
683
684 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
685 {
686         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
687
688         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
689         timer->function = dl_task_timer;
690 }
691
692 static
693 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
694 {
695         return (dl_se->runtime <= 0);
696 }
697
698 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
699
700 /*
701  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
702  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
703  */
704 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
705 {
706         struct task_struct *curr = rq->curr;
707         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
708         u64 delta_exec;
709
710         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
711                 return;
712
713         /*
714          * Consumed budget is computed considering the time as
715          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
716          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
717          * computed using hard walltime. This seems to be the more
718          * natural solution, but the full ramifications of this
719          * approach need further study.
720          */
721         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
722         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
723                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
724                         goto throttle;
725                 return;
726         }
727
728         /* kick cpufreq (see the comment in linux/cpufreq.h). */
729         if (cpu_of(rq) == smp_processor_id())
730                 cpufreq_trigger_update(rq_clock(rq));
731
732         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
733                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
734
735         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
736         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
737
738         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
739         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
740
741         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
742
743         dl_se->runtime -= delta_exec;
744
745 throttle:
746         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
747                 dl_se->dl_throttled = 1;
748                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
749                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(curr)))
750                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
751
752                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
753                         resched_curr(rq);
754         }
755
756         /*
757          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
758          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
759          * would be able to exceed the shared quota.
760          *
761          * Account to the root rt group for now.
762          *
763          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
764          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
765          * out before that can happen.
766          */
767         if (rt_bandwidth_enabled()) {
768                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
769
770                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
771                 /*
772                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
773                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
774                  * bandwidth is relevant.
775                  */
776                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
777                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
778                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
779         }
780 }
781
782 #ifdef CONFIG_SMP
783
784 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
785 {
786         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
787
788         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
789             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
790                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
791                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline);
792         }
793 }
794
795 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
796 {
797         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
798
799         /*
800          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
801          * task we must recompute them.
802          */
803         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
804                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
805                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
806                 cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
807         } else {
808                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->rb_leftmost;
809                 struct sched_dl_entity *entry;
810
811                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
812                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
813                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline);
814         }
815 }
816
817 #else
818
819 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
820 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
821
822 #endif /* CONFIG_SMP */
823
824 static inline
825 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
826 {
827         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
828         u64 deadline = dl_se->deadline;
829
830         WARN_ON(!dl_prio(prio));
831         dl_rq->dl_nr_running++;
832         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
833
834         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
835         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
836 }
837
838 static inline
839 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
840 {
841         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
842
843         WARN_ON(!dl_prio(prio));
844         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
845         dl_rq->dl_nr_running--;
846         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
847
848         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
849         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
850 }
851
852 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
853 {
854         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
855         struct rb_node **link = &dl_rq->rb_root.rb_node;
856         struct rb_node *parent = NULL;
857         struct sched_dl_entity *entry;
858         int leftmost = 1;
859
860         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
861
862         while (*link) {
863                 parent = *link;
864                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
865                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
866                         link = &parent->rb_left;
867                 else {
868                         link = &parent->rb_right;
869                         leftmost = 0;
870                 }
871         }
872
873         if (leftmost)
874                 dl_rq->rb_leftmost = &dl_se->rb_node;
875
876         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
877         rb_insert_color(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
878
879         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
880 }
881
882 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
883 {
884         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
885
886         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
887                 return;
888
889         if (dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node) {
890                 struct rb_node *next_node;
891
892                 next_node = rb_next(&dl_se->rb_node);
893                 dl_rq->rb_leftmost = next_node;
894         }
895
896         rb_erase(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
897         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
898
899         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
900 }
901
902 static void
903 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
904                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
905 {
906         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
907
908         /*
909          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
910          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
911          * we want a replenishment of its runtime.
912          */
913         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
914                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
915         else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH)
916                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
917
918         __enqueue_dl_entity(dl_se);
919 }
920
921 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
922 {
923         __dequeue_dl_entity(dl_se);
924 }
925
926 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
927 {
928         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
929         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
930
931         /*
932          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter
933          * task if we have one and its (absolute) deadline is
934          * smaller than our one... OTW we keep our runtime and
935          * deadline.
936          */
937         if (pi_task && p->dl.dl_boosted && dl_prio(pi_task->normal_prio)) {
938                 pi_se = &pi_task->dl;
939         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
940                 /*
941                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
942                  * that is going to be deboosted, but exceedes its
943                  * runtime while doing so. No point in replenishing
944                  * it, as it's going to return back to its original
945                  * scheduling class after this.
946                  */
947                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
948                 return;
949         }
950
951         /*
952          * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
953          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
954          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
955          * run yet) will take care of this.
956          */
957         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH))
958                 return;
959
960         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
961
962         if (!task_current(rq, p) && tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
963                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
964 }
965
966 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
967 {
968         dequeue_dl_entity(&p->dl);
969         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
970 }
971
972 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
973 {
974         update_curr_dl(rq);
975         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
976 }
977
978 /*
979  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
980  *
981  *   get off from the CPU until our next instance, with
982  *   a new runtime. This is of little use now, since we
983  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
984  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
985  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
986  *   is available for other task instances to use it.
987  */
988 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
989 {
990         /*
991          * We make the task go to sleep until its current deadline by
992          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
993          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
994          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
995          */
996         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
997
998         update_rq_clock(rq);
999         update_curr_dl(rq);
1000         /*
1001          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1002          * so we don't do microscopic update in schedule()
1003          * and double the fastpath cost.
1004          */
1005         rq_clock_skip_update(rq, true);
1006 }
1007
1008 #ifdef CONFIG_SMP
1009
1010 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1011
1012 static int
1013 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1014 {
1015         struct task_struct *curr;
1016         struct rq *rq;
1017
1018         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1019                 goto out;
1020
1021         rq = cpu_rq(cpu);
1022
1023         rcu_read_lock();
1024         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1025
1026         /*
1027          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1028          * decide where to wake it up.
1029          * If it has a later deadline and the current task
1030          * on this rq can't move (provided the waking task
1031          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1032          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1033          * try to make it stay here, it might be important.
1034          */
1035         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1036             (tsk_nr_cpus_allowed(curr) < 2 ||
1037              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1038             (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)) {
1039                 int target = find_later_rq(p);
1040
1041                 if (target != -1 &&
1042                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1043                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1044                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1045                         cpu = target;
1046         }
1047         rcu_read_unlock();
1048
1049 out:
1050         return cpu;
1051 }
1052
1053 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1054 {
1055         /*
1056          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1057          * let's hope p can move out.
1058          */
1059         if (tsk_nr_cpus_allowed(rq->curr) == 1 ||
1060             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
1061                 return;
1062
1063         /*
1064          * p is migratable, so let's not schedule it and
1065          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1066          */
1067         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) != 1 &&
1068             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
1069                 return;
1070
1071         resched_curr(rq);
1072 }
1073
1074 #endif /* CONFIG_SMP */
1075
1076 /*
1077  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1078  * tasks.
1079  */
1080 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1081                                   int flags)
1082 {
1083         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1084                 resched_curr(rq);
1085                 return;
1086         }
1087
1088 #ifdef CONFIG_SMP
1089         /*
1090          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1091          * let us try to decide what's the best thing to do...
1092          */
1093         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1094             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1095                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1096 #endif /* CONFIG_SMP */
1097 }
1098
1099 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1100 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1101 {
1102         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1103 }
1104 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1105 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1106 {
1107 }
1108 #endif
1109
1110 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1111                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1112 {
1113         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1114
1115         if (!left)
1116                 return NULL;
1117
1118         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1119 }
1120
1121 struct task_struct *
1122 pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct pin_cookie cookie)
1123 {
1124         struct sched_dl_entity *dl_se;
1125         struct task_struct *p;
1126         struct dl_rq *dl_rq;
1127
1128         dl_rq = &rq->dl;
1129
1130         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1131                 /*
1132                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1133                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1134                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we're
1135                  * being very careful to re-start the picking loop.
1136                  */
1137                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1138                 pull_dl_task(rq);
1139                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
1140                 /*
1141                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1142                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1143                  * re-start task selection.
1144                  */
1145                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1146                         return RETRY_TASK;
1147         }
1148
1149         /*
1150          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1151          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1152          */
1153         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1154                 update_curr_dl(rq);
1155
1156         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1157                 return NULL;
1158
1159         put_prev_task(rq, prev);
1160
1161         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1162         BUG_ON(!dl_se);
1163
1164         p = dl_task_of(dl_se);
1165         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1166
1167         /* Running task will never be pushed. */
1168        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1169
1170         if (hrtick_enabled(rq))
1171                 start_hrtick_dl(rq, p);
1172
1173         queue_push_tasks(rq);
1174
1175         return p;
1176 }
1177
1178 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1179 {
1180         update_curr_dl(rq);
1181
1182         if (on_dl_rq(&p->dl) && tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1183                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1184 }
1185
1186 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1187 {
1188         update_curr_dl(rq);
1189
1190         /*
1191          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1192          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1193          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1194          */
1195         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1196             is_leftmost(p, &rq->dl))
1197                 start_hrtick_dl(rq, p);
1198 }
1199
1200 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1201 {
1202         /*
1203          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1204          * sched_fork()
1205          */
1206 }
1207
1208 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1209 {
1210         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1211
1212         /*
1213          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1214          */
1215         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1216         /* XXX we should retain the bw until 0-lag */
1217         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1218         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1219 }
1220
1221 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1222 {
1223         struct task_struct *p = rq->curr;
1224
1225         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1226
1227         /* You can't push away the running task */
1228         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1229 }
1230
1231 #ifdef CONFIG_SMP
1232
1233 /* Only try algorithms three times */
1234 #define DL_MAX_TRIES 3
1235
1236 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1237 {
1238         if (!task_running(rq, p) &&
1239             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1240                 return 1;
1241         return 0;
1242 }
1243
1244 /*
1245  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1246  * on the CPU, NULL otherwise:
1247  */
1248 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1249 {
1250         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost;
1251         struct task_struct *p = NULL;
1252
1253         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1254                 return NULL;
1255
1256 next_node:
1257         if (next_node) {
1258                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1259
1260                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1261                         return p;
1262
1263                 next_node = rb_next(next_node);
1264                 goto next_node;
1265         }
1266
1267         return NULL;
1268 }
1269
1270 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1271
1272 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1273 {
1274         struct sched_domain *sd;
1275         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1276         int this_cpu = smp_processor_id();
1277         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1278
1279         /* Make sure the mask is initialized first */
1280         if (unlikely(!later_mask))
1281                 return -1;
1282
1283         if (tsk_nr_cpus_allowed(task) == 1)
1284                 return -1;
1285
1286         /*
1287          * We have to consider system topology and task affinity
1288          * first, then we can look for a suitable cpu.
1289          */
1290         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1291                         task, later_mask);
1292         if (best_cpu == -1)
1293                 return -1;
1294
1295         /*
1296          * If we are here, some target has been found,
1297          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1298          * This is, among the runqueues where the current tasks
1299          * have later deadlines than the task's one, the rq
1300          * with the latest possible one.
1301          *
1302          * Now we check how well this matches with task's
1303          * affinity and system topology.
1304          *
1305          * The last cpu where the task run is our first
1306          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1307          */
1308         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1309                 return cpu;
1310         /*
1311          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1312          * not in the mask) or not.
1313          */
1314         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1315                 this_cpu = -1;
1316
1317         rcu_read_lock();
1318         for_each_domain(cpu, sd) {
1319                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1320
1321                         /*
1322                          * If possible, preempting this_cpu is
1323                          * cheaper than migrating.
1324                          */
1325                         if (this_cpu != -1 &&
1326                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1327                                 rcu_read_unlock();
1328                                 return this_cpu;
1329                         }
1330
1331                         /*
1332                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1333                          * in the mask, that becomes our choice.
1334                          */
1335                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1336                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1337                                 rcu_read_unlock();
1338                                 return best_cpu;
1339                         }
1340                 }
1341         }
1342         rcu_read_unlock();
1343
1344         /*
1345          * At this point, all our guesses failed, we just return
1346          * 'something', and let the caller sort the things out.
1347          */
1348         if (this_cpu != -1)
1349                 return this_cpu;
1350
1351         cpu = cpumask_any(later_mask);
1352         if (cpu < nr_cpu_ids)
1353                 return cpu;
1354
1355         return -1;
1356 }
1357
1358 /* Locks the rq it finds */
1359 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1360 {
1361         struct rq *later_rq = NULL;
1362         int tries;
1363         int cpu;
1364
1365         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1366                 cpu = find_later_rq(task);
1367
1368                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1369                         break;
1370
1371                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1372
1373                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
1374                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
1375                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
1376                         /*
1377                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
1378                          * retrying does not release any lock and is unlikely
1379                          * to yield a different result.
1380                          */
1381                         later_rq = NULL;
1382                         break;
1383                 }
1384
1385                 /* Retry if something changed. */
1386                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1387                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1388                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1389                                                        tsk_cpus_allowed(task)) ||
1390                                      task_running(rq, task) ||
1391                                      !dl_task(task) ||
1392                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1393                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1394                                 later_rq = NULL;
1395                                 break;
1396                         }
1397                 }
1398
1399                 /*
1400                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1401                  * its earliest one has a later deadline than our
1402                  * task, the rq is a good one.
1403                  */
1404                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1405                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1406                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1407                         break;
1408
1409                 /* Otherwise we try again. */
1410                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1411                 later_rq = NULL;
1412         }
1413
1414         return later_rq;
1415 }
1416
1417 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1418 {
1419         struct task_struct *p;
1420
1421         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1422                 return NULL;
1423
1424         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1425                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1426
1427         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1428         BUG_ON(task_current(rq, p));
1429         BUG_ON(tsk_nr_cpus_allowed(p) <= 1);
1430
1431         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1432         BUG_ON(!dl_task(p));
1433
1434         return p;
1435 }
1436
1437 /*
1438  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1439  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1440  * and start executing.
1441  */
1442 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1443 {
1444         struct task_struct *next_task;
1445         struct rq *later_rq;
1446         int ret = 0;
1447
1448         if (!rq->dl.overloaded)
1449                 return 0;
1450
1451         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1452         if (!next_task)
1453                 return 0;
1454
1455 retry:
1456         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1457                 WARN_ON(1);
1458                 return 0;
1459         }
1460
1461         /*
1462          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1463          * can move away, it makes sense to just reschedule
1464          * without going further in pushing next_task.
1465          */
1466         if (dl_task(rq->curr) &&
1467             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1468             tsk_nr_cpus_allowed(rq->curr) > 1) {
1469                 resched_curr(rq);
1470                 return 0;
1471         }
1472
1473         /* We might release rq lock */
1474         get_task_struct(next_task);
1475
1476         /* Will lock the rq it'll find */
1477         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1478         if (!later_rq) {
1479                 struct task_struct *task;
1480
1481                 /*
1482                  * We must check all this again, since
1483                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1484                  * then possible that next_task has migrated.
1485                  */
1486                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1487                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1488                         /*
1489                          * The task is still there. We don't try
1490                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1491                          */
1492                         goto out;
1493                 }
1494
1495                 if (!task)
1496                         /* No more tasks */
1497                         goto out;
1498
1499                 put_task_struct(next_task);
1500                 next_task = task;
1501                 goto retry;
1502         }
1503
1504         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1505         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1506         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1507         ret = 1;
1508
1509         resched_curr(later_rq);
1510
1511         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1512
1513 out:
1514         put_task_struct(next_task);
1515
1516         return ret;
1517 }
1518
1519 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1520 {
1521         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
1522         while (push_dl_task(rq))
1523                 ;
1524 }
1525
1526 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1527 {
1528         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
1529         struct task_struct *p;
1530         bool resched = false;
1531         struct rq *src_rq;
1532         u64 dmin = LONG_MAX;
1533
1534         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1535                 return;
1536
1537         /*
1538          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1539          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1540          */
1541         smp_rmb();
1542
1543         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1544                 if (this_cpu == cpu)
1545                         continue;
1546
1547                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1548
1549                 /*
1550                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1551                  * we are fine with this.
1552                  */
1553                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1554                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1555                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1556                         continue;
1557
1558                 /* Might drop this_rq->lock */
1559                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1560
1561                 /*
1562                  * If there are no more pullable tasks on the
1563                  * rq, we're done with it.
1564                  */
1565                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1566                         goto skip;
1567
1568                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
1569
1570                 /*
1571                  * We found a task to be pulled if:
1572                  *  - it preempts our current (if there's one),
1573                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1574                  */
1575                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1576                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1577                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1578                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1579                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1580                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1581
1582                         /*
1583                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1584                          * deadline than the current task of its runqueue.
1585                          */
1586                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1587                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1588                                 goto skip;
1589
1590                         resched = true;
1591
1592                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1593                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1594                         activate_task(this_rq, p, 0);
1595                         dmin = p->dl.deadline;
1596
1597                         /* Is there any other task even earlier? */
1598                 }
1599 skip:
1600                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1601         }
1602
1603         if (resched)
1604                 resched_curr(this_rq);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1609  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1610  */
1611 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1612 {
1613         if (!task_running(rq, p) &&
1614             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1615             tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1 &&
1616             dl_task(rq->curr) &&
1617             (tsk_nr_cpus_allowed(rq->curr) < 2 ||
1618              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
1619                 push_dl_tasks(rq);
1620         }
1621 }
1622
1623 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1624                                 const struct cpumask *new_mask)
1625 {
1626         struct root_domain *src_rd;
1627         struct rq *rq;
1628
1629         BUG_ON(!dl_task(p));
1630
1631         rq = task_rq(p);
1632         src_rd = rq->rd;
1633         /*
1634          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
1635          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
1636          * update. We already made space for us in the destination
1637          * domain (see cpuset_can_attach()).
1638          */
1639         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
1640                 struct dl_bw *src_dl_b;
1641
1642                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
1643                 /*
1644                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
1645                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
1646                  * until we complete the update.
1647                  */
1648                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
1649                 __dl_clear(src_dl_b, p->dl.dl_bw);
1650                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
1651         }
1652
1653         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
1654 }
1655
1656 /* Assumes rq->lock is held */
1657 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1658 {
1659         if (rq->dl.overloaded)
1660                 dl_set_overload(rq);
1661
1662         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1663         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1664                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr);
1665 }
1666
1667 /* Assumes rq->lock is held */
1668 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1669 {
1670         if (rq->dl.overloaded)
1671                 dl_clear_overload(rq);
1672
1673         cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1674         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1675 }
1676
1677 void __init init_sched_dl_class(void)
1678 {
1679         unsigned int i;
1680
1681         for_each_possible_cpu(i)
1682                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1683                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1684 }
1685
1686 #endif /* CONFIG_SMP */
1687
1688 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1689 {
1690         /*
1691          * Start the deadline timer; if we switch back to dl before this we'll
1692          * continue consuming our current CBS slice. If we stay outside of
1693          * SCHED_DEADLINE until the deadline passes, the timer will reset the
1694          * task.
1695          */
1696         if (!start_dl_timer(p))
1697                 __dl_clear_params(p);
1698
1699         /*
1700          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1701          * this is the right place to try to pull some other one
1702          * from an overloaded cpu, if any.
1703          */
1704         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
1705                 return;
1706
1707         queue_pull_task(rq);
1708 }
1709
1710 /*
1711  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1712  * we try to push someone off, if possible.
1713  */
1714 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1715 {
1716
1717         /* If p is not queued we will update its parameters at next wakeup. */
1718         if (!task_on_rq_queued(p))
1719                 return;
1720
1721         /*
1722          * If p is boosted we already updated its params in
1723          * rt_mutex_setprio()->enqueue_task(..., ENQUEUE_REPLENISH),
1724          * p's deadline being now already after rq_clock(rq).
1725          */
1726         if (dl_time_before(p->dl.deadline, rq_clock(rq)))
1727                 setup_new_dl_entity(&p->dl);
1728
1729         if (rq->curr != p) {
1730 #ifdef CONFIG_SMP
1731                 if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1 && rq->dl.overloaded)
1732                         queue_push_tasks(rq);
1733 #else
1734                 if (dl_task(rq->curr))
1735                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1736                 else
1737                         resched_curr(rq);
1738 #endif
1739         }
1740 }
1741
1742 /*
1743  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
1744  * a push or pull operation might be needed.
1745  */
1746 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1747                             int oldprio)
1748 {
1749         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
1750 #ifdef CONFIG_SMP
1751                 /*
1752                  * This might be too much, but unfortunately
1753                  * we don't have the old deadline value, and
1754                  * we can't argue if the task is increasing
1755                  * or lowering its prio, so...
1756                  */
1757                 if (!rq->dl.overloaded)
1758                         queue_pull_task(rq);
1759
1760                 /*
1761                  * If we now have a earlier deadline task than p,
1762                  * then reschedule, provided p is still on this
1763                  * runqueue.
1764                  */
1765                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
1766                         resched_curr(rq);
1767 #else
1768                 /*
1769                  * Again, we don't know if p has a earlier
1770                  * or later deadline, so let's blindly set a
1771                  * (maybe not needed) rescheduling point.
1772                  */
1773                 resched_curr(rq);
1774 #endif /* CONFIG_SMP */
1775         }
1776 }
1777
1778 const struct sched_class dl_sched_class = {
1779         .next                   = &rt_sched_class,
1780         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1781         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1782         .yield_task             = yield_task_dl,
1783
1784         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1785
1786         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1787         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1788
1789 #ifdef CONFIG_SMP
1790         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1791         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1792         .rq_online              = rq_online_dl,
1793         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1794         .task_woken             = task_woken_dl,
1795 #endif
1796
1797         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1798         .task_tick              = task_tick_dl,
1799         .task_fork              = task_fork_dl,
1800         .task_dead              = task_dead_dl,
1801
1802         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1803         .switched_from          = switched_from_dl,
1804         .switched_to            = switched_to_dl,
1805
1806         .update_curr            = update_curr_dl,
1807 };
1808
1809 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1810 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
1811
1812 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1813 {
1814         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
1815 }
1816 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */