x86/smpboot: Init apic mapping before usage
[cascardo/linux.git] / kernel / sched / deadline.c
1 /*
2  * Deadline Scheduling Class (SCHED_DEADLINE)
3  *
4  * Earliest Deadline First (EDF) + Constant Bandwidth Server (CBS).
5  *
6  * Tasks that periodically executes their instances for less than their
7  * runtime won't miss any of their deadlines.
8  * Tasks that are not periodic or sporadic or that tries to execute more
9  * than their reserved bandwidth will be slowed down (and may potentially
10  * miss some of their deadlines), and won't affect any other task.
11  *
12  * Copyright (C) 2012 Dario Faggioli <raistlin@linux.it>,
13  *                    Juri Lelli <juri.lelli@gmail.com>,
14  *                    Michael Trimarchi <michael@amarulasolutions.com>,
15  *                    Fabio Checconi <fchecconi@gmail.com>
16  */
17 #include "sched.h"
18
19 #include <linux/slab.h>
20
21 struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
22
23 static inline struct task_struct *dl_task_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
24 {
25         return container_of(dl_se, struct task_struct, dl);
26 }
27
28 static inline struct rq *rq_of_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
29 {
30         return container_of(dl_rq, struct rq, dl);
31 }
32
33 static inline struct dl_rq *dl_rq_of_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
34 {
35         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
36         struct rq *rq = task_rq(p);
37
38         return &rq->dl;
39 }
40
41 static inline int on_dl_rq(struct sched_dl_entity *dl_se)
42 {
43         return !RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node);
44 }
45
46 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
47 {
48         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
49
50         return dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
51 }
52
53 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
54 {
55         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
56         dl_b->dl_period = period;
57         dl_b->dl_runtime = runtime;
58 }
59
60 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
61 {
62         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
63         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
64         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
65                 dl_b->bw = -1;
66         else
67                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
68         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
69         dl_b->total_bw = 0;
70 }
71
72 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
73 {
74         dl_rq->rb_root = RB_ROOT;
75
76 #ifdef CONFIG_SMP
77         /* zero means no -deadline tasks */
78         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
79
80         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
81         dl_rq->overloaded = 0;
82         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT;
83 #else
84         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
85 #endif
86 }
87
88 #ifdef CONFIG_SMP
89
90 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
91 {
92         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
93 }
94
95 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
96 {
97         if (!rq->online)
98                 return;
99
100         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
101         /*
102          * Must be visible before the overload count is
103          * set (as in sched_rt.c).
104          *
105          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
106          */
107         smp_wmb();
108         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
109 }
110
111 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
112 {
113         if (!rq->online)
114                 return;
115
116         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
117         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
118 }
119
120 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
121 {
122         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
123                 if (!dl_rq->overloaded) {
124                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
125                         dl_rq->overloaded = 1;
126                 }
127         } else if (dl_rq->overloaded) {
128                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
129                 dl_rq->overloaded = 0;
130         }
131 }
132
133 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
134 {
135         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
136
137         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
138                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
139
140         update_dl_migration(dl_rq);
141 }
142
143 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
144 {
145         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
146
147         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
148                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
149
150         update_dl_migration(dl_rq);
151 }
152
153 /*
154  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
155  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
156  */
157 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
158 {
159         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
160         struct rb_node **link = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_node;
161         struct rb_node *parent = NULL;
162         struct task_struct *entry;
163         int leftmost = 1;
164
165         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
166
167         while (*link) {
168                 parent = *link;
169                 entry = rb_entry(parent, struct task_struct,
170                                  pushable_dl_tasks);
171                 if (dl_entity_preempt(&p->dl, &entry->dl))
172                         link = &parent->rb_left;
173                 else {
174                         link = &parent->rb_right;
175                         leftmost = 0;
176                 }
177         }
178
179         if (leftmost) {
180                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = &p->pushable_dl_tasks;
181                 dl_rq->earliest_dl.next = p->dl.deadline;
182         }
183
184         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
185         rb_insert_color(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
186 }
187
188 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
189 {
190         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
191
192         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
193                 return;
194
195         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
196                 struct rb_node *next_node;
197
198                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
199                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = next_node;
200                 if (next_node) {
201                         dl_rq->earliest_dl.next = rb_entry(next_node,
202                                 struct task_struct, pushable_dl_tasks)->dl.deadline;
203                 }
204         }
205
206         rb_erase(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
207         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
208 }
209
210 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
211 {
212         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root);
213 }
214
215 static int push_dl_task(struct rq *rq);
216
217 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
218 {
219         return dl_task(prev);
220 }
221
222 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
223 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
224
225 static void push_dl_tasks(struct rq *);
226 static void pull_dl_task(struct rq *);
227
228 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
229 {
230         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
231                 return;
232
233         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
234 }
235
236 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
237 {
238         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
239 }
240
241 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
242
243 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
244 {
245         struct rq *later_rq = NULL;
246
247         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
248         if (!later_rq) {
249                 int cpu;
250
251                 /*
252                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
253                  * online cpu.
254                  */
255                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, tsk_cpus_allowed(p));
256                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
257                         /*
258                          * Fail to find any suitable cpu.
259                          * The task will never come back!
260                          */
261                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
262
263                         /*
264                          * If admission control is disabled we
265                          * try a little harder to let the task
266                          * run.
267                          */
268                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
269                 }
270                 later_rq = cpu_rq(cpu);
271                 double_lock_balance(rq, later_rq);
272         }
273
274         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
275         double_unlock_balance(later_rq, rq);
276
277         return later_rq;
278 }
279
280 #else
281
282 static inline
283 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
284 {
285 }
286
287 static inline
288 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
289 {
290 }
291
292 static inline
293 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
294 {
295 }
296
297 static inline
298 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
299 {
300 }
301
302 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
303 {
304         return false;
305 }
306
307 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
308 {
309 }
310
311 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
312 {
313 }
314
315 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
316 {
317 }
318 #endif /* CONFIG_SMP */
319
320 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
321 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
322 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
323                                   int flags);
324
325 /*
326  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
327  * and this means that:
328  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
329  *    current time + relative deadline;
330  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
331  *
332  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
333  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
334  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
335  * parameters.
336  */
337 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
338 {
339         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
340         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
341
342         WARN_ON(dl_se->dl_boosted);
343         WARN_ON(dl_time_before(rq_clock(rq), dl_se->deadline));
344
345         /*
346          * We are racing with the deadline timer. So, do nothing because
347          * the deadline timer handler will take care of properly recharging
348          * the runtime and postponing the deadline
349          */
350         if (dl_se->dl_throttled)
351                 return;
352
353         /*
354          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
355          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
356          * spent on hardirq context, etc.).
357          */
358         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + dl_se->dl_deadline;
359         dl_se->runtime = dl_se->dl_runtime;
360 }
361
362 /*
363  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
364  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
365  * exhausting its runtime.
366  *
367  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
368  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
369  * other entities.
370  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
371  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
372  *
373  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
374  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
375  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
376  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
377  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
378  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
379  */
380 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
381                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
382 {
383         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
384         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
385
386         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
387
388         /*
389          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
390          * Just go with full inherited parameters.
391          */
392         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
393                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
394                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
395         }
396
397         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
398                 dl_se->runtime = 0;
399
400         /*
401          * We keep moving the deadline away until we get some
402          * available runtime for the entity. This ensures correct
403          * handling of situations where the runtime overrun is
404          * arbitrary large.
405          */
406         while (dl_se->runtime <= 0) {
407                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
408                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
409         }
410
411         /*
412          * At this point, the deadline really should be "in
413          * the future" with respect to rq->clock. If it's
414          * not, we are, for some reason, lagging too much!
415          * Anyway, after having warn userspace abut that,
416          * we still try to keep the things running by
417          * resetting the deadline and the budget of the
418          * entity.
419          */
420         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
421                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
422                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
423                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
424         }
425
426         if (dl_se->dl_yielded)
427                 dl_se->dl_yielded = 0;
428         if (dl_se->dl_throttled)
429                 dl_se->dl_throttled = 0;
430 }
431
432 /*
433  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
434  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
435  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
436  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
437  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
438  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
439  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
440  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
441  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
442  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
443  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
444  * Documentation/scheduler/sched-deadline.txt for more informations).
445  *
446  * This function returns true if:
447  *
448  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_period ,
449  *
450  * IOW we can't recycle current parameters.
451  *
452  * Notice that the bandwidth check is done against the period. For
453  * task with deadline equal to period this is the same of using
454  * dl_deadline instead of dl_period in the equation above.
455  */
456 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
457                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
458 {
459         u64 left, right;
460
461         /*
462          * left and right are the two sides of the equation above,
463          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
464          * of divisions.
465          *
466          * Note that none of the time values involved in the two
467          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
468          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
469          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
470          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
471          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
472          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
473          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
474          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
475          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
476          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
477          * (but still we want to give the user that illusion >;).
478          */
479         left = (pi_se->dl_period >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
480         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
481                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
482
483         return dl_time_before(right, left);
484 }
485
486 /*
487  * When a -deadline entity is queued back on the runqueue, its runtime and
488  * deadline might need updating.
489  *
490  * The policy here is that we update the deadline of the entity only if:
491  *  - the current deadline is in the past,
492  *  - using the remaining runtime with the current deadline would make
493  *    the entity exceed its bandwidth.
494  */
495 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
496                              struct sched_dl_entity *pi_se)
497 {
498         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
499         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
500
501         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
502             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
503                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
504                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
505         }
506 }
507
508 /*
509  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
510  * while waiting for some new execution time to become available, we
511  * set the bandwidth enforcement timer to the replenishment instant
512  * and try to activate it.
513  *
514  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
515  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
516  * the future or in the past).
517  */
518 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
519 {
520         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
521         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
522         struct rq *rq = task_rq(p);
523         ktime_t now, act;
524         s64 delta;
525
526         lockdep_assert_held(&rq->lock);
527
528         /*
529          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
530          * that it is actually coming from rq->clock and not from
531          * hrtimer's time base reading.
532          */
533         act = ns_to_ktime(dl_se->deadline);
534         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
535         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
536         act = ktime_add_ns(act, delta);
537
538         /*
539          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
540          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
541          * start the timer in the past!
542          */
543         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
544                 return 0;
545
546         /*
547          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
548          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
549          *
550          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
551          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
552          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
553          * and observe our state.
554          */
555         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
556                 get_task_struct(p);
557                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS);
558         }
559
560         return 1;
561 }
562
563 /*
564  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
565  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
566  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
567  *
568  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
569  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
570  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
571  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
572  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
573  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
574  * next call to enqueue_task_dl().
575  */
576 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
577 {
578         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
579                                                      struct sched_dl_entity,
580                                                      dl_timer);
581         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
582         struct rq_flags rf;
583         struct rq *rq;
584
585         rq = task_rq_lock(p, &rf);
586
587         /*
588          * The task might have changed its scheduling policy to something
589          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_fromd_dl()).
590          */
591         if (!dl_task(p)) {
592                 __dl_clear_params(p);
593                 goto unlock;
594         }
595
596         /*
597          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
598          * boosting/deboosting path, its not throttled.
599          */
600         if (dl_se->dl_boosted)
601                 goto unlock;
602
603         /*
604          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
605          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
606          */
607         if (!dl_se->dl_throttled)
608                 goto unlock;
609
610         sched_clock_tick();
611         update_rq_clock(rq);
612
613         /*
614          * If the throttle happened during sched-out; like:
615          *
616          *   schedule()
617          *     deactivate_task()
618          *       dequeue_task_dl()
619          *         update_curr_dl()
620          *           start_dl_timer()
621          *         __dequeue_task_dl()
622          *     prev->on_rq = 0;
623          *
624          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
625          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
626          */
627         if (!task_on_rq_queued(p)) {
628                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
629                 goto unlock;
630         }
631
632 #ifdef CONFIG_SMP
633         if (unlikely(!rq->online)) {
634                 /*
635                  * If the runqueue is no longer available, migrate the
636                  * task elsewhere. This necessarily changes rq.
637                  */
638                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
639                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
640                 rf.cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
641
642                 /*
643                  * Now that the task has been migrated to the new RQ and we
644                  * have that locked, proceed as normal and enqueue the task
645                  * there.
646                  */
647         }
648 #endif
649
650         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
651         if (dl_task(rq->curr))
652                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
653         else
654                 resched_curr(rq);
655
656 #ifdef CONFIG_SMP
657         /*
658          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
659          * to kick someone away.
660          */
661         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
662                 /*
663                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
664                  * rq->lock.
665                  */
666                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
667                 push_dl_task(rq);
668                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
669         }
670 #endif
671
672 unlock:
673         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
674
675         /*
676          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
677          * anything related to that after this.
678          */
679         put_task_struct(p);
680
681         return HRTIMER_NORESTART;
682 }
683
684 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
685 {
686         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
687
688         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
689         timer->function = dl_task_timer;
690 }
691
692 static
693 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
694 {
695         return (dl_se->runtime <= 0);
696 }
697
698 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
699
700 /*
701  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
702  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
703  */
704 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
705 {
706         struct task_struct *curr = rq->curr;
707         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
708         u64 delta_exec;
709
710         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
711                 return;
712
713         /*
714          * Consumed budget is computed considering the time as
715          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
716          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
717          * computed using hard walltime. This seems to be the more
718          * natural solution, but the full ramifications of this
719          * approach need further study.
720          */
721         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
722         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
723                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
724                         goto throttle;
725                 return;
726         }
727
728         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
729         cpufreq_update_this_cpu(rq, SCHED_CPUFREQ_DL);
730
731         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
732                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
733
734         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
735         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
736
737         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
738         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
739
740         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
741
742         dl_se->runtime -= delta_exec;
743
744 throttle:
745         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
746                 dl_se->dl_throttled = 1;
747                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
748                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(curr)))
749                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
750
751                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
752                         resched_curr(rq);
753         }
754
755         /*
756          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
757          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
758          * would be able to exceed the shared quota.
759          *
760          * Account to the root rt group for now.
761          *
762          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
763          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
764          * out before that can happen.
765          */
766         if (rt_bandwidth_enabled()) {
767                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
768
769                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
770                 /*
771                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
772                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
773                  * bandwidth is relevant.
774                  */
775                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
776                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
777                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
778         }
779 }
780
781 #ifdef CONFIG_SMP
782
783 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
784 {
785         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
786
787         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
788             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
789                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
790                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline);
791         }
792 }
793
794 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
795 {
796         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
797
798         /*
799          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
800          * task we must recompute them.
801          */
802         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
803                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
804                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
805                 cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
806         } else {
807                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->rb_leftmost;
808                 struct sched_dl_entity *entry;
809
810                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
811                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
812                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline);
813         }
814 }
815
816 #else
817
818 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
819 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
820
821 #endif /* CONFIG_SMP */
822
823 static inline
824 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
825 {
826         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
827         u64 deadline = dl_se->deadline;
828
829         WARN_ON(!dl_prio(prio));
830         dl_rq->dl_nr_running++;
831         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
832
833         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
834         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
835 }
836
837 static inline
838 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
839 {
840         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
841
842         WARN_ON(!dl_prio(prio));
843         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
844         dl_rq->dl_nr_running--;
845         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
846
847         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
848         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
849 }
850
851 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
852 {
853         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
854         struct rb_node **link = &dl_rq->rb_root.rb_node;
855         struct rb_node *parent = NULL;
856         struct sched_dl_entity *entry;
857         int leftmost = 1;
858
859         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
860
861         while (*link) {
862                 parent = *link;
863                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
864                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
865                         link = &parent->rb_left;
866                 else {
867                         link = &parent->rb_right;
868                         leftmost = 0;
869                 }
870         }
871
872         if (leftmost)
873                 dl_rq->rb_leftmost = &dl_se->rb_node;
874
875         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
876         rb_insert_color(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
877
878         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
879 }
880
881 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
882 {
883         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
884
885         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
886                 return;
887
888         if (dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node) {
889                 struct rb_node *next_node;
890
891                 next_node = rb_next(&dl_se->rb_node);
892                 dl_rq->rb_leftmost = next_node;
893         }
894
895         rb_erase(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
896         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
897
898         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
899 }
900
901 static void
902 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
903                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
904 {
905         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
906
907         /*
908          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
909          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
910          * we want a replenishment of its runtime.
911          */
912         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
913                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
914         else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH)
915                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
916
917         __enqueue_dl_entity(dl_se);
918 }
919
920 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
921 {
922         __dequeue_dl_entity(dl_se);
923 }
924
925 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
926 {
927         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
928         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
929
930         /*
931          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter
932          * task if we have one and its (absolute) deadline is
933          * smaller than our one... OTW we keep our runtime and
934          * deadline.
935          */
936         if (pi_task && p->dl.dl_boosted && dl_prio(pi_task->normal_prio)) {
937                 pi_se = &pi_task->dl;
938         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
939                 /*
940                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
941                  * that is going to be deboosted, but exceedes its
942                  * runtime while doing so. No point in replenishing
943                  * it, as it's going to return back to its original
944                  * scheduling class after this.
945                  */
946                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
947                 return;
948         }
949
950         /*
951          * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
952          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
953          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
954          * run yet) will take care of this.
955          */
956         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH))
957                 return;
958
959         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
960
961         if (!task_current(rq, p) && tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
962                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
963 }
964
965 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
966 {
967         dequeue_dl_entity(&p->dl);
968         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
969 }
970
971 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
972 {
973         update_curr_dl(rq);
974         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
975 }
976
977 /*
978  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
979  *
980  *   get off from the CPU until our next instance, with
981  *   a new runtime. This is of little use now, since we
982  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
983  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
984  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
985  *   is available for other task instances to use it.
986  */
987 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
988 {
989         /*
990          * We make the task go to sleep until its current deadline by
991          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
992          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
993          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
994          */
995         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
996
997         update_rq_clock(rq);
998         update_curr_dl(rq);
999         /*
1000          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1001          * so we don't do microscopic update in schedule()
1002          * and double the fastpath cost.
1003          */
1004         rq_clock_skip_update(rq, true);
1005 }
1006
1007 #ifdef CONFIG_SMP
1008
1009 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1010
1011 static int
1012 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1013 {
1014         struct task_struct *curr;
1015         struct rq *rq;
1016
1017         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1018                 goto out;
1019
1020         rq = cpu_rq(cpu);
1021
1022         rcu_read_lock();
1023         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1024
1025         /*
1026          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1027          * decide where to wake it up.
1028          * If it has a later deadline and the current task
1029          * on this rq can't move (provided the waking task
1030          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1031          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1032          * try to make it stay here, it might be important.
1033          */
1034         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1035             (tsk_nr_cpus_allowed(curr) < 2 ||
1036              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1037             (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)) {
1038                 int target = find_later_rq(p);
1039
1040                 if (target != -1 &&
1041                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1042                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1043                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1044                         cpu = target;
1045         }
1046         rcu_read_unlock();
1047
1048 out:
1049         return cpu;
1050 }
1051
1052 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1053 {
1054         /*
1055          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1056          * let's hope p can move out.
1057          */
1058         if (tsk_nr_cpus_allowed(rq->curr) == 1 ||
1059             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
1060                 return;
1061
1062         /*
1063          * p is migratable, so let's not schedule it and
1064          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1065          */
1066         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) != 1 &&
1067             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
1068                 return;
1069
1070         resched_curr(rq);
1071 }
1072
1073 #endif /* CONFIG_SMP */
1074
1075 /*
1076  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1077  * tasks.
1078  */
1079 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1080                                   int flags)
1081 {
1082         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1083                 resched_curr(rq);
1084                 return;
1085         }
1086
1087 #ifdef CONFIG_SMP
1088         /*
1089          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1090          * let us try to decide what's the best thing to do...
1091          */
1092         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1093             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1094                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1095 #endif /* CONFIG_SMP */
1096 }
1097
1098 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1099 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1100 {
1101         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1102 }
1103 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1104 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1105 {
1106 }
1107 #endif
1108
1109 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1110                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1111 {
1112         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1113
1114         if (!left)
1115                 return NULL;
1116
1117         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1118 }
1119
1120 struct task_struct *
1121 pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct pin_cookie cookie)
1122 {
1123         struct sched_dl_entity *dl_se;
1124         struct task_struct *p;
1125         struct dl_rq *dl_rq;
1126
1127         dl_rq = &rq->dl;
1128
1129         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1130                 /*
1131                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1132                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1133                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we're
1134                  * being very careful to re-start the picking loop.
1135                  */
1136                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1137                 pull_dl_task(rq);
1138                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
1139                 /*
1140                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1141                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1142                  * re-start task selection.
1143                  */
1144                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1145                         return RETRY_TASK;
1146         }
1147
1148         /*
1149          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1150          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1151          */
1152         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1153                 update_curr_dl(rq);
1154
1155         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1156                 return NULL;
1157
1158         put_prev_task(rq, prev);
1159
1160         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1161         BUG_ON(!dl_se);
1162
1163         p = dl_task_of(dl_se);
1164         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1165
1166         /* Running task will never be pushed. */
1167        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1168
1169         if (hrtick_enabled(rq))
1170                 start_hrtick_dl(rq, p);
1171
1172         queue_push_tasks(rq);
1173
1174         return p;
1175 }
1176
1177 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1178 {
1179         update_curr_dl(rq);
1180
1181         if (on_dl_rq(&p->dl) && tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1182                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1183 }
1184
1185 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1186 {
1187         update_curr_dl(rq);
1188
1189         /*
1190          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1191          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1192          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1193          */
1194         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1195             is_leftmost(p, &rq->dl))
1196                 start_hrtick_dl(rq, p);
1197 }
1198
1199 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1200 {
1201         /*
1202          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1203          * sched_fork()
1204          */
1205 }
1206
1207 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1208 {
1209         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1210
1211         /*
1212          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1213          */
1214         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1215         /* XXX we should retain the bw until 0-lag */
1216         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1217         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1218 }
1219
1220 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1221 {
1222         struct task_struct *p = rq->curr;
1223
1224         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1225
1226         /* You can't push away the running task */
1227         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1228 }
1229
1230 #ifdef CONFIG_SMP
1231
1232 /* Only try algorithms three times */
1233 #define DL_MAX_TRIES 3
1234
1235 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1236 {
1237         if (!task_running(rq, p) &&
1238             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1239                 return 1;
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1245  * on the CPU, NULL otherwise:
1246  */
1247 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1248 {
1249         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost;
1250         struct task_struct *p = NULL;
1251
1252         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1253                 return NULL;
1254
1255 next_node:
1256         if (next_node) {
1257                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1258
1259                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1260                         return p;
1261
1262                 next_node = rb_next(next_node);
1263                 goto next_node;
1264         }
1265
1266         return NULL;
1267 }
1268
1269 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1270
1271 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1272 {
1273         struct sched_domain *sd;
1274         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1275         int this_cpu = smp_processor_id();
1276         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1277
1278         /* Make sure the mask is initialized first */
1279         if (unlikely(!later_mask))
1280                 return -1;
1281
1282         if (tsk_nr_cpus_allowed(task) == 1)
1283                 return -1;
1284
1285         /*
1286          * We have to consider system topology and task affinity
1287          * first, then we can look for a suitable cpu.
1288          */
1289         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1290                         task, later_mask);
1291         if (best_cpu == -1)
1292                 return -1;
1293
1294         /*
1295          * If we are here, some target has been found,
1296          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1297          * This is, among the runqueues where the current tasks
1298          * have later deadlines than the task's one, the rq
1299          * with the latest possible one.
1300          *
1301          * Now we check how well this matches with task's
1302          * affinity and system topology.
1303          *
1304          * The last cpu where the task run is our first
1305          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1306          */
1307         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1308                 return cpu;
1309         /*
1310          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1311          * not in the mask) or not.
1312          */
1313         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1314                 this_cpu = -1;
1315
1316         rcu_read_lock();
1317         for_each_domain(cpu, sd) {
1318                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1319
1320                         /*
1321                          * If possible, preempting this_cpu is
1322                          * cheaper than migrating.
1323                          */
1324                         if (this_cpu != -1 &&
1325                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1326                                 rcu_read_unlock();
1327                                 return this_cpu;
1328                         }
1329
1330                         /*
1331                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1332                          * in the mask, that becomes our choice.
1333                          */
1334                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1335                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1336                                 rcu_read_unlock();
1337                                 return best_cpu;
1338                         }
1339                 }
1340         }
1341         rcu_read_unlock();
1342
1343         /*
1344          * At this point, all our guesses failed, we just return
1345          * 'something', and let the caller sort the things out.
1346          */
1347         if (this_cpu != -1)
1348                 return this_cpu;
1349
1350         cpu = cpumask_any(later_mask);
1351         if (cpu < nr_cpu_ids)
1352                 return cpu;
1353
1354         return -1;
1355 }
1356
1357 /* Locks the rq it finds */
1358 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1359 {
1360         struct rq *later_rq = NULL;
1361         int tries;
1362         int cpu;
1363
1364         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1365                 cpu = find_later_rq(task);
1366
1367                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1368                         break;
1369
1370                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1371
1372                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
1373                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
1374                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
1375                         /*
1376                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
1377                          * retrying does not release any lock and is unlikely
1378                          * to yield a different result.
1379                          */
1380                         later_rq = NULL;
1381                         break;
1382                 }
1383
1384                 /* Retry if something changed. */
1385                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1386                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1387                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1388                                                        tsk_cpus_allowed(task)) ||
1389                                      task_running(rq, task) ||
1390                                      !dl_task(task) ||
1391                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1392                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1393                                 later_rq = NULL;
1394                                 break;
1395                         }
1396                 }
1397
1398                 /*
1399                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1400                  * its earliest one has a later deadline than our
1401                  * task, the rq is a good one.
1402                  */
1403                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1404                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1405                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1406                         break;
1407
1408                 /* Otherwise we try again. */
1409                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1410                 later_rq = NULL;
1411         }
1412
1413         return later_rq;
1414 }
1415
1416 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1417 {
1418         struct task_struct *p;
1419
1420         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1421                 return NULL;
1422
1423         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1424                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1425
1426         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1427         BUG_ON(task_current(rq, p));
1428         BUG_ON(tsk_nr_cpus_allowed(p) <= 1);
1429
1430         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1431         BUG_ON(!dl_task(p));
1432
1433         return p;
1434 }
1435
1436 /*
1437  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1438  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1439  * and start executing.
1440  */
1441 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1442 {
1443         struct task_struct *next_task;
1444         struct rq *later_rq;
1445         int ret = 0;
1446
1447         if (!rq->dl.overloaded)
1448                 return 0;
1449
1450         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1451         if (!next_task)
1452                 return 0;
1453
1454 retry:
1455         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1456                 WARN_ON(1);
1457                 return 0;
1458         }
1459
1460         /*
1461          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1462          * can move away, it makes sense to just reschedule
1463          * without going further in pushing next_task.
1464          */
1465         if (dl_task(rq->curr) &&
1466             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1467             tsk_nr_cpus_allowed(rq->curr) > 1) {
1468                 resched_curr(rq);
1469                 return 0;
1470         }
1471
1472         /* We might release rq lock */
1473         get_task_struct(next_task);
1474
1475         /* Will lock the rq it'll find */
1476         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1477         if (!later_rq) {
1478                 struct task_struct *task;
1479
1480                 /*
1481                  * We must check all this again, since
1482                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1483                  * then possible that next_task has migrated.
1484                  */
1485                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1486                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1487                         /*
1488                          * The task is still there. We don't try
1489                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1490                          */
1491                         goto out;
1492                 }
1493
1494                 if (!task)
1495                         /* No more tasks */
1496                         goto out;
1497
1498                 put_task_struct(next_task);
1499                 next_task = task;
1500                 goto retry;
1501         }
1502
1503         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1504         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1505         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1506         ret = 1;
1507
1508         resched_curr(later_rq);
1509
1510         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1511
1512 out:
1513         put_task_struct(next_task);
1514
1515         return ret;
1516 }
1517
1518 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1519 {
1520         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
1521         while (push_dl_task(rq))
1522                 ;
1523 }
1524
1525 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1526 {
1527         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
1528         struct task_struct *p;
1529         bool resched = false;
1530         struct rq *src_rq;
1531         u64 dmin = LONG_MAX;
1532
1533         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1534                 return;
1535
1536         /*
1537          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1538          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1539          */
1540         smp_rmb();
1541
1542         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1543                 if (this_cpu == cpu)
1544                         continue;
1545
1546                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1547
1548                 /*
1549                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1550                  * we are fine with this.
1551                  */
1552                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1553                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1554                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1555                         continue;
1556
1557                 /* Might drop this_rq->lock */
1558                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1559
1560                 /*
1561                  * If there are no more pullable tasks on the
1562                  * rq, we're done with it.
1563                  */
1564                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1565                         goto skip;
1566
1567                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
1568
1569                 /*
1570                  * We found a task to be pulled if:
1571                  *  - it preempts our current (if there's one),
1572                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1573                  */
1574                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1575                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1576                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1577                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1578                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1579                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1580
1581                         /*
1582                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1583                          * deadline than the current task of its runqueue.
1584                          */
1585                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1586                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1587                                 goto skip;
1588
1589                         resched = true;
1590
1591                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1592                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1593                         activate_task(this_rq, p, 0);
1594                         dmin = p->dl.deadline;
1595
1596                         /* Is there any other task even earlier? */
1597                 }
1598 skip:
1599                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1600         }
1601
1602         if (resched)
1603                 resched_curr(this_rq);
1604 }
1605
1606 /*
1607  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1608  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1609  */
1610 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1611 {
1612         if (!task_running(rq, p) &&
1613             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1614             tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1 &&
1615             dl_task(rq->curr) &&
1616             (tsk_nr_cpus_allowed(rq->curr) < 2 ||
1617              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
1618                 push_dl_tasks(rq);
1619         }
1620 }
1621
1622 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1623                                 const struct cpumask *new_mask)
1624 {
1625         struct root_domain *src_rd;
1626         struct rq *rq;
1627
1628         BUG_ON(!dl_task(p));
1629
1630         rq = task_rq(p);
1631         src_rd = rq->rd;
1632         /*
1633          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
1634          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
1635          * update. We already made space for us in the destination
1636          * domain (see cpuset_can_attach()).
1637          */
1638         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
1639                 struct dl_bw *src_dl_b;
1640
1641                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
1642                 /*
1643                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
1644                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
1645                  * until we complete the update.
1646                  */
1647                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
1648                 __dl_clear(src_dl_b, p->dl.dl_bw);
1649                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
1650         }
1651
1652         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
1653 }
1654
1655 /* Assumes rq->lock is held */
1656 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1657 {
1658         if (rq->dl.overloaded)
1659                 dl_set_overload(rq);
1660
1661         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1662         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1663                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr);
1664 }
1665
1666 /* Assumes rq->lock is held */
1667 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1668 {
1669         if (rq->dl.overloaded)
1670                 dl_clear_overload(rq);
1671
1672         cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1673         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1674 }
1675
1676 void __init init_sched_dl_class(void)
1677 {
1678         unsigned int i;
1679
1680         for_each_possible_cpu(i)
1681                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1682                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1683 }
1684
1685 #endif /* CONFIG_SMP */
1686
1687 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1688 {
1689         /*
1690          * Start the deadline timer; if we switch back to dl before this we'll
1691          * continue consuming our current CBS slice. If we stay outside of
1692          * SCHED_DEADLINE until the deadline passes, the timer will reset the
1693          * task.
1694          */
1695         if (!start_dl_timer(p))
1696                 __dl_clear_params(p);
1697
1698         /*
1699          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1700          * this is the right place to try to pull some other one
1701          * from an overloaded cpu, if any.
1702          */
1703         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
1704                 return;
1705
1706         queue_pull_task(rq);
1707 }
1708
1709 /*
1710  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1711  * we try to push someone off, if possible.
1712  */
1713 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1714 {
1715
1716         /* If p is not queued we will update its parameters at next wakeup. */
1717         if (!task_on_rq_queued(p))
1718                 return;
1719
1720         /*
1721          * If p is boosted we already updated its params in
1722          * rt_mutex_setprio()->enqueue_task(..., ENQUEUE_REPLENISH),
1723          * p's deadline being now already after rq_clock(rq).
1724          */
1725         if (dl_time_before(p->dl.deadline, rq_clock(rq)))
1726                 setup_new_dl_entity(&p->dl);
1727
1728         if (rq->curr != p) {
1729 #ifdef CONFIG_SMP
1730                 if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1 && rq->dl.overloaded)
1731                         queue_push_tasks(rq);
1732 #else
1733                 if (dl_task(rq->curr))
1734                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1735                 else
1736                         resched_curr(rq);
1737 #endif
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                         queue_pull_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                         resched_curr(rq);
1766 #else
1767                 /*
1768                  * Again, we don't know if p has a earlier
1769                  * or later deadline, so let's blindly set a
1770                  * (maybe not needed) rescheduling point.
1771                  */
1772                 resched_curr(rq);
1773 #endif /* CONFIG_SMP */
1774         }
1775 }
1776
1777 const struct sched_class dl_sched_class = {
1778         .next                   = &rt_sched_class,
1779         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1780         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1781         .yield_task             = yield_task_dl,
1782
1783         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1784
1785         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1786         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1787
1788 #ifdef CONFIG_SMP
1789         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1790         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1791         .rq_online              = rq_online_dl,
1792         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1793         .task_woken             = task_woken_dl,
1794 #endif
1795
1796         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1797         .task_tick              = task_tick_dl,
1798         .task_fork              = task_fork_dl,
1799         .task_dead              = task_dead_dl,
1800
1801         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1802         .switched_from          = switched_from_dl,
1803         .switched_to            = switched_to_dl,
1804
1805         .update_curr            = update_curr_dl,
1806 };
1807
1808 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1809 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
1810
1811 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1812 {
1813         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
1814 }
1815 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */