p4-clockmod: Replace cpu_sibling_mask() with topology_sibling_cpumask()
[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 (p->nr_cpus_allowed > 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 (p->nr_cpus_allowed > 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
182         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
183         rb_insert_color(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
184 }
185
186 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
187 {
188         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
189
190         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
191                 return;
192
193         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
194                 struct rb_node *next_node;
195
196                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
197                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = next_node;
198         }
199
200         rb_erase(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
201         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
202 }
203
204 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
205 {
206         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root);
207 }
208
209 static int push_dl_task(struct rq *rq);
210
211 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
212 {
213         return dl_task(prev);
214 }
215
216 static inline void set_post_schedule(struct rq *rq)
217 {
218         rq->post_schedule = has_pushable_dl_tasks(rq);
219 }
220
221 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
222
223 static void dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
224 {
225         struct rq *later_rq = NULL;
226         bool fallback = false;
227
228         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
229
230         if (!later_rq) {
231                 int cpu;
232
233                 /*
234                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
235                  * online cpu.
236                  */
237                 fallback = true;
238                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, tsk_cpus_allowed(p));
239                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
240                         /*
241                          * Fail to find any suitable cpu.
242                          * The task will never come back!
243                          */
244                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
245
246                         /*
247                          * If admission control is disabled we
248                          * try a little harder to let the task
249                          * run.
250                          */
251                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
252                 }
253                 later_rq = cpu_rq(cpu);
254                 double_lock_balance(rq, later_rq);
255         }
256
257         deactivate_task(rq, p, 0);
258         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
259         activate_task(later_rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
260
261         if (!fallback)
262                 resched_curr(later_rq);
263
264         double_unlock_balance(rq, later_rq);
265 }
266
267 #else
268
269 static inline
270 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
271 {
272 }
273
274 static inline
275 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
276 {
277 }
278
279 static inline
280 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
281 {
282 }
283
284 static inline
285 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
286 {
287 }
288
289 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
290 {
291         return false;
292 }
293
294 static inline int pull_dl_task(struct rq *rq)
295 {
296         return 0;
297 }
298
299 static inline void set_post_schedule(struct rq *rq)
300 {
301 }
302 #endif /* CONFIG_SMP */
303
304 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
305 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
306 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
307                                   int flags);
308
309 /*
310  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
311  * and this means that:
312  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
313  *    current time + relative deadline;
314  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
315  *
316  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
317  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
318  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
319  * parameters.
320  */
321 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
322                                        struct sched_dl_entity *pi_se)
323 {
324         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
325         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
326
327         WARN_ON(!dl_se->dl_new || dl_se->dl_throttled);
328
329         /*
330          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
331          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
332          * spent on hardirq context, etc.).
333          */
334         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
335         dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
336         dl_se->dl_new = 0;
337 }
338
339 /*
340  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
341  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
342  * exhausting its runtime.
343  *
344  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
345  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
346  * other entities.
347  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
348  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
349  *
350  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
351  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
352  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
353  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
354  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
355  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
356  */
357 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
358                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
359 {
360         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
361         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
362
363         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
364
365         /*
366          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
367          * Just go with full inherited parameters.
368          */
369         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
370                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
371                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
372         }
373
374         /*
375          * We keep moving the deadline away until we get some
376          * available runtime for the entity. This ensures correct
377          * handling of situations where the runtime overrun is
378          * arbitrary large.
379          */
380         while (dl_se->runtime <= 0) {
381                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
382                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
383         }
384
385         /*
386          * At this point, the deadline really should be "in
387          * the future" with respect to rq->clock. If it's
388          * not, we are, for some reason, lagging too much!
389          * Anyway, after having warn userspace abut that,
390          * we still try to keep the things running by
391          * resetting the deadline and the budget of the
392          * entity.
393          */
394         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
395                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged to much\n");
396                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
397                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
398         }
399
400         if (dl_se->dl_yielded)
401                 dl_se->dl_yielded = 0;
402         if (dl_se->dl_throttled)
403                 dl_se->dl_throttled = 0;
404 }
405
406 /*
407  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
408  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
409  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
410  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
411  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
412  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
413  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
414  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
415  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
416  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
417  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
418  * Documentation/scheduler/sched-deadline.txt for more informations).
419  *
420  * This function returns true if:
421  *
422  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_period ,
423  *
424  * IOW we can't recycle current parameters.
425  *
426  * Notice that the bandwidth check is done against the period. For
427  * task with deadline equal to period this is the same of using
428  * dl_deadline instead of dl_period in the equation above.
429  */
430 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
431                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
432 {
433         u64 left, right;
434
435         /*
436          * left and right are the two sides of the equation above,
437          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
438          * of divisions.
439          *
440          * Note that none of the time values involved in the two
441          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
442          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
443          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
444          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
445          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
446          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
447          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
448          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
449          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
450          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
451          * (but still we want to give the user that illusion >;).
452          */
453         left = (pi_se->dl_period >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
454         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
455                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
456
457         return dl_time_before(right, left);
458 }
459
460 /*
461  * When a -deadline entity is queued back on the runqueue, its runtime and
462  * deadline might need updating.
463  *
464  * The policy here is that we update the deadline of the entity only if:
465  *  - the current deadline is in the past,
466  *  - using the remaining runtime with the current deadline would make
467  *    the entity exceed its bandwidth.
468  */
469 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
470                              struct sched_dl_entity *pi_se)
471 {
472         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
473         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
474
475         /*
476          * The arrival of a new instance needs special treatment, i.e.,
477          * the actual scheduling parameters have to be "renewed".
478          */
479         if (dl_se->dl_new) {
480                 setup_new_dl_entity(dl_se, pi_se);
481                 return;
482         }
483
484         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
485             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
486                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
487                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
488         }
489 }
490
491 /*
492  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
493  * while waiting for some new execution time to become available, we
494  * set the bandwidth enforcement timer to the replenishment instant
495  * and try to activate it.
496  *
497  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
498  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
499  * the future or in the past).
500  */
501 static int start_dl_timer(struct sched_dl_entity *dl_se, bool boosted)
502 {
503         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
504         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
505         ktime_t now, act;
506         ktime_t soft, hard;
507         unsigned long range;
508         s64 delta;
509
510         if (boosted)
511                 return 0;
512         /*
513          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
514          * that it is actually coming from rq->clock and not from
515          * hrtimer's time base reading.
516          */
517         act = ns_to_ktime(dl_se->deadline);
518         now = hrtimer_cb_get_time(&dl_se->dl_timer);
519         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
520         act = ktime_add_ns(act, delta);
521
522         /*
523          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
524          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
525          * start the timer in the past!
526          */
527         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
528                 return 0;
529
530         hrtimer_set_expires(&dl_se->dl_timer, act);
531
532         soft = hrtimer_get_softexpires(&dl_se->dl_timer);
533         hard = hrtimer_get_expires(&dl_se->dl_timer);
534         range = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
535         __hrtimer_start_range_ns(&dl_se->dl_timer, soft,
536                                  range, HRTIMER_MODE_ABS, 0);
537
538         return hrtimer_active(&dl_se->dl_timer);
539 }
540
541 /*
542  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
543  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
544  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
545  *
546  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
547  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
548  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
549  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
550  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
551  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
552  * next call to enqueue_task_dl().
553  */
554 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
555 {
556         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
557                                                      struct sched_dl_entity,
558                                                      dl_timer);
559         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
560         unsigned long flags;
561         struct rq *rq;
562
563         rq = task_rq_lock(p, &flags);
564
565         /*
566          * We need to take care of several possible races here:
567          *
568          *   - the task might have changed its scheduling policy
569          *     to something different than SCHED_DEADLINE
570          *   - the task might have changed its reservation parameters
571          *     (through sched_setattr())
572          *   - the task might have been boosted by someone else and
573          *     might be in the boosting/deboosting path
574          *
575          * In all this cases we bail out, as the task is already
576          * in the runqueue or is going to be enqueued back anyway.
577          */
578         if (!dl_task(p) || dl_se->dl_new ||
579             dl_se->dl_boosted || !dl_se->dl_throttled)
580                 goto unlock;
581
582         sched_clock_tick();
583         update_rq_clock(rq);
584
585 #ifdef CONFIG_SMP
586         /*
587          * If we find that the rq the task was on is no longer
588          * available, we need to select a new rq.
589          */
590         if (unlikely(!rq->online)) {
591                 dl_task_offline_migration(rq, p);
592                 goto unlock;
593         }
594 #endif
595
596         /*
597          * If the throttle happened during sched-out; like:
598          *
599          *   schedule()
600          *     deactivate_task()
601          *       dequeue_task_dl()
602          *         update_curr_dl()
603          *           start_dl_timer()
604          *         __dequeue_task_dl()
605          *     prev->on_rq = 0;
606          *
607          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
608          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
609          */
610         if (!task_on_rq_queued(p)) {
611                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
612                 goto unlock;
613         }
614
615         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
616         if (dl_task(rq->curr))
617                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
618         else
619                 resched_curr(rq);
620 #ifdef CONFIG_SMP
621         /*
622          * Queueing this task back might have overloaded rq,
623          * check if we need to kick someone away.
624          */
625         if (has_pushable_dl_tasks(rq))
626                 push_dl_task(rq);
627 #endif
628 unlock:
629         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
630
631         return HRTIMER_NORESTART;
632 }
633
634 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
635 {
636         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
637
638         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
639         timer->function = dl_task_timer;
640 }
641
642 static
643 int dl_runtime_exceeded(struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
644 {
645         return (dl_se->runtime <= 0);
646 }
647
648 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
649
650 /*
651  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
652  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
653  */
654 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
655 {
656         struct task_struct *curr = rq->curr;
657         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
658         u64 delta_exec;
659
660         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
661                 return;
662
663         /*
664          * Consumed budget is computed considering the time as
665          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
666          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
667          * computed using hard walltime. This seems to be the more
668          * natural solution, but the full ramifications of this
669          * approach need further study.
670          */
671         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
672         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
673                 return;
674
675         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
676                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
677
678         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
679         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
680
681         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
682         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
683
684         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
685
686         dl_se->runtime -= dl_se->dl_yielded ? 0 : delta_exec;
687         if (dl_runtime_exceeded(rq, dl_se)) {
688                 dl_se->dl_throttled = 1;
689                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
690                 if (unlikely(!start_dl_timer(dl_se, curr->dl.dl_boosted)))
691                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
692
693                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
694                         resched_curr(rq);
695         }
696
697         /*
698          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
699          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
700          * would be able to exceed the shared quota.
701          *
702          * Account to the root rt group for now.
703          *
704          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
705          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
706          * out before that can happen.
707          */
708         if (rt_bandwidth_enabled()) {
709                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
710
711                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
712                 /*
713                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
714                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
715                  * bandwidth is relevant.
716                  */
717                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
718                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
719                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
720         }
721 }
722
723 #ifdef CONFIG_SMP
724
725 static struct task_struct *pick_next_earliest_dl_task(struct rq *rq, int cpu);
726
727 static inline u64 next_deadline(struct rq *rq)
728 {
729         struct task_struct *next = pick_next_earliest_dl_task(rq, rq->cpu);
730
731         if (next && dl_prio(next->prio))
732                 return next->dl.deadline;
733         else
734                 return 0;
735 }
736
737 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
738 {
739         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
740
741         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
742             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
743                 /*
744                  * If the dl_rq had no -deadline tasks, or if the new task
745                  * has shorter deadline than the current one on dl_rq, we
746                  * know that the previous earliest becomes our next earliest,
747                  * as the new task becomes the earliest itself.
748                  */
749                 dl_rq->earliest_dl.next = dl_rq->earliest_dl.curr;
750                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
751                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline, 1);
752         } else if (dl_rq->earliest_dl.next == 0 ||
753                    dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.next)) {
754                 /*
755                  * On the other hand, if the new -deadline task has a
756                  * a later deadline than the earliest one on dl_rq, but
757                  * it is earlier than the next (if any), we must
758                  * recompute the next-earliest.
759                  */
760                 dl_rq->earliest_dl.next = next_deadline(rq);
761         }
762 }
763
764 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
765 {
766         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
767
768         /*
769          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
770          * task we must recompute them.
771          */
772         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
773                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
774                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
775                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
776         } else {
777                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->rb_leftmost;
778                 struct sched_dl_entity *entry;
779
780                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
781                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
782                 dl_rq->earliest_dl.next = next_deadline(rq);
783                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline, 1);
784         }
785 }
786
787 #else
788
789 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
790 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
791
792 #endif /* CONFIG_SMP */
793
794 static inline
795 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
796 {
797         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
798         u64 deadline = dl_se->deadline;
799
800         WARN_ON(!dl_prio(prio));
801         dl_rq->dl_nr_running++;
802         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
803
804         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
805         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
806 }
807
808 static inline
809 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
810 {
811         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
812
813         WARN_ON(!dl_prio(prio));
814         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
815         dl_rq->dl_nr_running--;
816         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
817
818         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
819         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
820 }
821
822 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
823 {
824         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
825         struct rb_node **link = &dl_rq->rb_root.rb_node;
826         struct rb_node *parent = NULL;
827         struct sched_dl_entity *entry;
828         int leftmost = 1;
829
830         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
831
832         while (*link) {
833                 parent = *link;
834                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
835                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
836                         link = &parent->rb_left;
837                 else {
838                         link = &parent->rb_right;
839                         leftmost = 0;
840                 }
841         }
842
843         if (leftmost)
844                 dl_rq->rb_leftmost = &dl_se->rb_node;
845
846         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
847         rb_insert_color(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
848
849         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
850 }
851
852 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
853 {
854         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
855
856         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
857                 return;
858
859         if (dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node) {
860                 struct rb_node *next_node;
861
862                 next_node = rb_next(&dl_se->rb_node);
863                 dl_rq->rb_leftmost = next_node;
864         }
865
866         rb_erase(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
867         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
868
869         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
870 }
871
872 static void
873 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
874                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
875 {
876         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
877
878         /*
879          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
880          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
881          * we want a replenishment of its runtime.
882          */
883         if (dl_se->dl_new || flags & ENQUEUE_WAKEUP)
884                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
885         else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH)
886                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
887
888         __enqueue_dl_entity(dl_se);
889 }
890
891 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
892 {
893         __dequeue_dl_entity(dl_se);
894 }
895
896 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
897 {
898         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
899         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
900
901         /*
902          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter
903          * task if we have one and its (relative) deadline is
904          * smaller than our one... OTW we keep our runtime and
905          * deadline.
906          */
907         if (pi_task && p->dl.dl_boosted && dl_prio(pi_task->normal_prio)) {
908                 pi_se = &pi_task->dl;
909         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
910                 /*
911                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
912                  * that is going to be deboosted, but exceedes its
913                  * runtime while doing so. No point in replenishing
914                  * it, as it's going to return back to its original
915                  * scheduling class after this.
916                  */
917                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
918                 return;
919         }
920
921         /*
922          * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
923          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
924          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
925          * run yet) will take care of this.
926          */
927         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH))
928                 return;
929
930         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
931
932         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
933                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
934 }
935
936 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
937 {
938         dequeue_dl_entity(&p->dl);
939         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
940 }
941
942 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
943 {
944         update_curr_dl(rq);
945         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
946 }
947
948 /*
949  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
950  *
951  *   get off from the CPU until our next instance, with
952  *   a new runtime. This is of little use now, since we
953  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
954  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
955  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
956  *   is available for other task instances to use it.
957  */
958 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
959 {
960         struct task_struct *p = rq->curr;
961
962         /*
963          * We make the task go to sleep until its current deadline by
964          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
965          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
966          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
967          */
968         if (p->dl.runtime > 0) {
969                 rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
970                 p->dl.runtime = 0;
971         }
972         update_rq_clock(rq);
973         update_curr_dl(rq);
974         /*
975          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
976          * so we don't do microscopic update in schedule()
977          * and double the fastpath cost.
978          */
979         rq_clock_skip_update(rq, true);
980 }
981
982 #ifdef CONFIG_SMP
983
984 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
985
986 static int
987 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
988 {
989         struct task_struct *curr;
990         struct rq *rq;
991
992         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
993                 goto out;
994
995         rq = cpu_rq(cpu);
996
997         rcu_read_lock();
998         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
999
1000         /*
1001          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1002          * decide where to wake it up.
1003          * If it has a later deadline and the current task
1004          * on this rq can't move (provided the waking task
1005          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1006          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1007          * try to make it stay here, it might be important.
1008          */
1009         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1010             (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1011              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1012             (p->nr_cpus_allowed > 1)) {
1013                 int target = find_later_rq(p);
1014
1015                 if (target != -1)
1016                         cpu = target;
1017         }
1018         rcu_read_unlock();
1019
1020 out:
1021         return cpu;
1022 }
1023
1024 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1025 {
1026         /*
1027          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1028          * let's hope p can move out.
1029          */
1030         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1031             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
1032                 return;
1033
1034         /*
1035          * p is migratable, so let's not schedule it and
1036          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1037          */
1038         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1039             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
1040                 return;
1041
1042         resched_curr(rq);
1043 }
1044
1045 static int pull_dl_task(struct rq *this_rq);
1046
1047 #endif /* CONFIG_SMP */
1048
1049 /*
1050  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1051  * tasks.
1052  */
1053 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1054                                   int flags)
1055 {
1056         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1057                 resched_curr(rq);
1058                 return;
1059         }
1060
1061 #ifdef CONFIG_SMP
1062         /*
1063          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1064          * let us try to decide what's the best thing to do...
1065          */
1066         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1067             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1068                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1069 #endif /* CONFIG_SMP */
1070 }
1071
1072 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1073 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1074 {
1075         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1076 }
1077 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1078 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1079 {
1080 }
1081 #endif
1082
1083 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1084                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1085 {
1086         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1087
1088         if (!left)
1089                 return NULL;
1090
1091         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1092 }
1093
1094 struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1095 {
1096         struct sched_dl_entity *dl_se;
1097         struct task_struct *p;
1098         struct dl_rq *dl_rq;
1099
1100         dl_rq = &rq->dl;
1101
1102         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1103                 pull_dl_task(rq);
1104                 /*
1105                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1106                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1107                  * re-start task selection.
1108                  */
1109                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1110                         return RETRY_TASK;
1111         }
1112
1113         /*
1114          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1115          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1116          */
1117         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1118                 update_curr_dl(rq);
1119
1120         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1121                 return NULL;
1122
1123         put_prev_task(rq, prev);
1124
1125         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1126         BUG_ON(!dl_se);
1127
1128         p = dl_task_of(dl_se);
1129         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1130
1131         /* Running task will never be pushed. */
1132        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1133
1134         if (hrtick_enabled(rq))
1135                 start_hrtick_dl(rq, p);
1136
1137         set_post_schedule(rq);
1138
1139         return p;
1140 }
1141
1142 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1143 {
1144         update_curr_dl(rq);
1145
1146         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1147                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1148 }
1149
1150 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1151 {
1152         update_curr_dl(rq);
1153
1154         /*
1155          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1156          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1157          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1158          */
1159         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1160             is_leftmost(p, &rq->dl))
1161                 start_hrtick_dl(rq, p);
1162 }
1163
1164 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1165 {
1166         /*
1167          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1168          * sched_fork()
1169          */
1170 }
1171
1172 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1173 {
1174         struct hrtimer *timer = &p->dl.dl_timer;
1175         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1176
1177         /*
1178          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1179          */
1180         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1181         /* XXX we should retain the bw until 0-lag */
1182         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1183         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1184
1185         hrtimer_cancel(timer);
1186 }
1187
1188 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1189 {
1190         struct task_struct *p = rq->curr;
1191
1192         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1193
1194         /* You can't push away the running task */
1195         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1196 }
1197
1198 #ifdef CONFIG_SMP
1199
1200 /* Only try algorithms three times */
1201 #define DL_MAX_TRIES 3
1202
1203 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1204 {
1205         if (!task_running(rq, p) &&
1206             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1207                 return 1;
1208         return 0;
1209 }
1210
1211 /* Returns the second earliest -deadline task, NULL otherwise */
1212 static struct task_struct *pick_next_earliest_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1213 {
1214         struct rb_node *next_node = rq->dl.rb_leftmost;
1215         struct sched_dl_entity *dl_se;
1216         struct task_struct *p = NULL;
1217
1218 next_node:
1219         next_node = rb_next(next_node);
1220         if (next_node) {
1221                 dl_se = rb_entry(next_node, struct sched_dl_entity, rb_node);
1222                 p = dl_task_of(dl_se);
1223
1224                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1225                         return p;
1226
1227                 goto next_node;
1228         }
1229
1230         return NULL;
1231 }
1232
1233 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1234
1235 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1236 {
1237         struct sched_domain *sd;
1238         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1239         int this_cpu = smp_processor_id();
1240         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1241
1242         /* Make sure the mask is initialized first */
1243         if (unlikely(!later_mask))
1244                 return -1;
1245
1246         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1247                 return -1;
1248
1249         /*
1250          * We have to consider system topology and task affinity
1251          * first, then we can look for a suitable cpu.
1252          */
1253         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1254                         task, later_mask);
1255         if (best_cpu == -1)
1256                 return -1;
1257
1258         /*
1259          * If we are here, some target has been found,
1260          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1261          * This is, among the runqueues where the current tasks
1262          * have later deadlines than the task's one, the rq
1263          * with the latest possible one.
1264          *
1265          * Now we check how well this matches with task's
1266          * affinity and system topology.
1267          *
1268          * The last cpu where the task run is our first
1269          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1270          */
1271         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1272                 return cpu;
1273         /*
1274          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1275          * not in the mask) or not.
1276          */
1277         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1278                 this_cpu = -1;
1279
1280         rcu_read_lock();
1281         for_each_domain(cpu, sd) {
1282                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1283
1284                         /*
1285                          * If possible, preempting this_cpu is
1286                          * cheaper than migrating.
1287                          */
1288                         if (this_cpu != -1 &&
1289                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1290                                 rcu_read_unlock();
1291                                 return this_cpu;
1292                         }
1293
1294                         /*
1295                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1296                          * in the mask, that becomes our choice.
1297                          */
1298                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1299                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1300                                 rcu_read_unlock();
1301                                 return best_cpu;
1302                         }
1303                 }
1304         }
1305         rcu_read_unlock();
1306
1307         /*
1308          * At this point, all our guesses failed, we just return
1309          * 'something', and let the caller sort the things out.
1310          */
1311         if (this_cpu != -1)
1312                 return this_cpu;
1313
1314         cpu = cpumask_any(later_mask);
1315         if (cpu < nr_cpu_ids)
1316                 return cpu;
1317
1318         return -1;
1319 }
1320
1321 /* Locks the rq it finds */
1322 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1323 {
1324         struct rq *later_rq = NULL;
1325         int tries;
1326         int cpu;
1327
1328         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1329                 cpu = find_later_rq(task);
1330
1331                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1332                         break;
1333
1334                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1335
1336                 /* Retry if something changed. */
1337                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1338                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1339                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1340                                                        &task->cpus_allowed) ||
1341                                      task_running(rq, task) ||
1342                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1343                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1344                                 later_rq = NULL;
1345                                 break;
1346                         }
1347                 }
1348
1349                 /*
1350                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1351                  * its earliest one has a later deadline than our
1352                  * task, the rq is a good one.
1353                  */
1354                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1355                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1356                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1357                         break;
1358
1359                 /* Otherwise we try again. */
1360                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1361                 later_rq = NULL;
1362         }
1363
1364         return later_rq;
1365 }
1366
1367 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1368 {
1369         struct task_struct *p;
1370
1371         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1372                 return NULL;
1373
1374         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1375                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1376
1377         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1378         BUG_ON(task_current(rq, p));
1379         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
1380
1381         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1382         BUG_ON(!dl_task(p));
1383
1384         return p;
1385 }
1386
1387 /*
1388  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1389  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1390  * and start executing.
1391  */
1392 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1393 {
1394         struct task_struct *next_task;
1395         struct rq *later_rq;
1396         int ret = 0;
1397
1398         if (!rq->dl.overloaded)
1399                 return 0;
1400
1401         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1402         if (!next_task)
1403                 return 0;
1404
1405 retry:
1406         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1407                 WARN_ON(1);
1408                 return 0;
1409         }
1410
1411         /*
1412          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1413          * can move away, it makes sense to just reschedule
1414          * without going further in pushing next_task.
1415          */
1416         if (dl_task(rq->curr) &&
1417             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1418             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
1419                 resched_curr(rq);
1420                 return 0;
1421         }
1422
1423         /* We might release rq lock */
1424         get_task_struct(next_task);
1425
1426         /* Will lock the rq it'll find */
1427         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1428         if (!later_rq) {
1429                 struct task_struct *task;
1430
1431                 /*
1432                  * We must check all this again, since
1433                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1434                  * then possible that next_task has migrated.
1435                  */
1436                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1437                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1438                         /*
1439                          * The task is still there. We don't try
1440                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1441                          */
1442                         goto out;
1443                 }
1444
1445                 if (!task)
1446                         /* No more tasks */
1447                         goto out;
1448
1449                 put_task_struct(next_task);
1450                 next_task = task;
1451                 goto retry;
1452         }
1453
1454         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1455         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1456         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1457         ret = 1;
1458
1459         resched_curr(later_rq);
1460
1461         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1462
1463 out:
1464         put_task_struct(next_task);
1465
1466         return ret;
1467 }
1468
1469 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1470 {
1471         /* Terminates as it moves a -deadline task */
1472         while (push_dl_task(rq))
1473                 ;
1474 }
1475
1476 static int pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1477 {
1478         int this_cpu = this_rq->cpu, ret = 0, cpu;
1479         struct task_struct *p;
1480         struct rq *src_rq;
1481         u64 dmin = LONG_MAX;
1482
1483         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1484                 return 0;
1485
1486         /*
1487          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1488          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1489          */
1490         smp_rmb();
1491
1492         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1493                 if (this_cpu == cpu)
1494                         continue;
1495
1496                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1497
1498                 /*
1499                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1500                  * we are fine with this.
1501                  */
1502                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1503                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1504                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1505                         continue;
1506
1507                 /* Might drop this_rq->lock */
1508                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1509
1510                 /*
1511                  * If there are no more pullable tasks on the
1512                  * rq, we're done with it.
1513                  */
1514                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1515                         goto skip;
1516
1517                 p = pick_next_earliest_dl_task(src_rq, this_cpu);
1518
1519                 /*
1520                  * We found a task to be pulled if:
1521                  *  - it preempts our current (if there's one),
1522                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1523                  */
1524                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1525                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1526                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1527                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1528                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1529                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1530
1531                         /*
1532                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1533                          * deadline than the current task of its runqueue.
1534                          */
1535                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1536                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1537                                 goto skip;
1538
1539                         ret = 1;
1540
1541                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1542                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1543                         activate_task(this_rq, p, 0);
1544                         dmin = p->dl.deadline;
1545
1546                         /* Is there any other task even earlier? */
1547                 }
1548 skip:
1549                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1550         }
1551
1552         return ret;
1553 }
1554
1555 static void post_schedule_dl(struct rq *rq)
1556 {
1557         push_dl_tasks(rq);
1558 }
1559
1560 /*
1561  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1562  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1563  */
1564 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1565 {
1566         if (!task_running(rq, p) &&
1567             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1568             has_pushable_dl_tasks(rq) &&
1569             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
1570             dl_task(rq->curr) &&
1571             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1572              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
1573                 push_dl_tasks(rq);
1574         }
1575 }
1576
1577 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1578                                 const struct cpumask *new_mask)
1579 {
1580         struct rq *rq;
1581         struct root_domain *src_rd;
1582         int weight;
1583
1584         BUG_ON(!dl_task(p));
1585
1586         rq = task_rq(p);
1587         src_rd = rq->rd;
1588         /*
1589          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
1590          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
1591          * update. We already made space for us in the destination
1592          * domain (see cpuset_can_attach()).
1593          */
1594         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
1595                 struct dl_bw *src_dl_b;
1596
1597                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
1598                 /*
1599                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
1600                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
1601                  * until we complete the update.
1602                  */
1603                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
1604                 __dl_clear(src_dl_b, p->dl.dl_bw);
1605                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
1606         }
1607
1608         /*
1609          * Update only if the task is actually running (i.e.,
1610          * it is on the rq AND it is not throttled).
1611          */
1612         if (!on_dl_rq(&p->dl))
1613                 return;
1614
1615         weight = cpumask_weight(new_mask);
1616
1617         /*
1618          * Only update if the process changes its state from whether it
1619          * can migrate or not.
1620          */
1621         if ((p->nr_cpus_allowed > 1) == (weight > 1))
1622                 return;
1623
1624         /*
1625          * The process used to be able to migrate OR it can now migrate
1626          */
1627         if (weight <= 1) {
1628                 if (!task_current(rq, p))
1629                         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1630                 BUG_ON(!rq->dl.dl_nr_migratory);
1631                 rq->dl.dl_nr_migratory--;
1632         } else {
1633                 if (!task_current(rq, p))
1634                         enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1635                 rq->dl.dl_nr_migratory++;
1636         }
1637
1638         update_dl_migration(&rq->dl);
1639 }
1640
1641 /* Assumes rq->lock is held */
1642 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1643 {
1644         if (rq->dl.overloaded)
1645                 dl_set_overload(rq);
1646
1647         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1648         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1649                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr, 1);
1650 }
1651
1652 /* Assumes rq->lock is held */
1653 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1654 {
1655         if (rq->dl.overloaded)
1656                 dl_clear_overload(rq);
1657
1658         cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
1659         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1660 }
1661
1662 void init_sched_dl_class(void)
1663 {
1664         unsigned int i;
1665
1666         for_each_possible_cpu(i)
1667                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1668                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1669 }
1670
1671 #endif /* CONFIG_SMP */
1672
1673 /*
1674  *  Ensure p's dl_timer is cancelled. May drop rq->lock for a while.
1675  */
1676 static void cancel_dl_timer(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1677 {
1678         struct hrtimer *dl_timer = &p->dl.dl_timer;
1679
1680         /* Nobody will change task's class if pi_lock is held */
1681         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1682
1683         if (hrtimer_active(dl_timer)) {
1684                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(dl_timer);
1685
1686                 if (unlikely(ret == -1)) {
1687                         /*
1688                          * Note, p may migrate OR new deadline tasks
1689                          * may appear in rq when we are unlocking it.
1690                          * A caller of us must be fine with that.
1691                          */
1692                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1693                         hrtimer_cancel(dl_timer);
1694                         raw_spin_lock(&rq->lock);
1695                 }
1696         }
1697 }
1698
1699 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1700 {
1701         /* XXX we should retain the bw until 0-lag */
1702         cancel_dl_timer(rq, p);
1703         __dl_clear_params(p);
1704
1705         /*
1706          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1707          * this is the right place to try to pull some other one
1708          * from an overloaded cpu, if any.
1709          */
1710         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
1711                 return;
1712
1713         if (pull_dl_task(rq))
1714                 resched_curr(rq);
1715 }
1716
1717 /*
1718  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1719  * we try to push someone off, if possible.
1720  */
1721 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1722 {
1723         int check_resched = 1;
1724
1725         if (task_on_rq_queued(p) && rq->curr != p) {
1726 #ifdef CONFIG_SMP
1727                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded &&
1728                         push_dl_task(rq) && rq != task_rq(p))
1729                         /* Only reschedule if pushing failed */
1730                         check_resched = 0;
1731 #endif /* CONFIG_SMP */
1732                 if (check_resched) {
1733                         if (dl_task(rq->curr))
1734                                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1735                         else
1736                                 resched_curr(rq);
1737                 }
1738         }
1739 }
1740
1741 /*
1742  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
1743  * a push or pull operation might be needed.
1744  */
1745 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1746                             int oldprio)
1747 {
1748         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
1749 #ifdef CONFIG_SMP
1750                 /*
1751                  * This might be too much, but unfortunately
1752                  * we don't have the old deadline value, and
1753                  * we can't argue if the task is increasing
1754                  * or lowering its prio, so...
1755                  */
1756                 if (!rq->dl.overloaded)
1757                         pull_dl_task(rq);
1758
1759                 /*
1760                  * If we now have a earlier deadline task than p,
1761                  * then reschedule, provided p is still on this
1762                  * runqueue.
1763                  */
1764                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline) &&
1765                     rq->curr == p)
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         } else
1776                 switched_to_dl(rq, p);
1777 }
1778
1779 const struct sched_class dl_sched_class = {
1780         .next                   = &rt_sched_class,
1781         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1782         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1783         .yield_task             = yield_task_dl,
1784
1785         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1786
1787         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1788         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1789
1790 #ifdef CONFIG_SMP
1791         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1792         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1793         .rq_online              = rq_online_dl,
1794         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1795         .post_schedule          = post_schedule_dl,
1796         .task_woken             = task_woken_dl,
1797 #endif
1798
1799         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1800         .task_tick              = task_tick_dl,
1801         .task_fork              = task_fork_dl,
1802         .task_dead              = task_dead_dl,
1803
1804         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1805         .switched_from          = switched_from_dl,
1806         .switched_to            = switched_to_dl,
1807
1808         .update_curr            = update_curr_dl,
1809 };
1810
1811 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1812 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
1813
1814 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1815 {
1816         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
1817 }
1818 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */