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