cpufreq / sched: Pass flags to cpufreq_update_util()
[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         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         struct rq_flags rf;
595         struct rq *rq;
596
597         rq = task_rq_lock(p, &rf);
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                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
663                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
664                 rf.cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
665         }
666
667         /*
668          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
669          * to kick someone away.
670          */
671         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
672                 /*
673                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
674                  * rq->lock.
675                  */
676                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
677                 push_dl_task(rq);
678                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
679         }
680 #endif
681
682 unlock:
683         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
684
685         /*
686          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
687          * anything related to that after this.
688          */
689         put_task_struct(p);
690
691         return HRTIMER_NORESTART;
692 }
693
694 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
695 {
696         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
697
698         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
699         timer->function = dl_task_timer;
700 }
701
702 static
703 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
704 {
705         return (dl_se->runtime <= 0);
706 }
707
708 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
709
710 /*
711  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
712  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
713  */
714 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
715 {
716         struct task_struct *curr = rq->curr;
717         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
718         u64 delta_exec;
719
720         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
721                 return;
722
723         /*
724          * Consumed budget is computed considering the time as
725          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
726          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
727          * computed using hard walltime. This seems to be the more
728          * natural solution, but the full ramifications of this
729          * approach need further study.
730          */
731         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
732         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
733                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
734                         goto throttle;
735                 return;
736         }
737
738         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
739         if (cpu_of(rq) == smp_processor_id())
740                 cpufreq_update_util(rq_clock(rq), SCHED_CPUFREQ_DL);
741
742         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
743                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
744
745         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
746         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
747
748         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
749         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
750
751         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
752
753         dl_se->runtime -= delta_exec;
754
755 throttle:
756         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
757                 dl_se->dl_throttled = 1;
758                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
759                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(curr)))
760                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
761
762                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
763                         resched_curr(rq);
764         }
765
766         /*
767          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
768          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
769          * would be able to exceed the shared quota.
770          *
771          * Account to the root rt group for now.
772          *
773          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
774          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
775          * out before that can happen.
776          */
777         if (rt_bandwidth_enabled()) {
778                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
779
780                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
781                 /*
782                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
783                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
784                  * bandwidth is relevant.
785                  */
786                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
787                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
788                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
789         }
790 }
791
792 #ifdef CONFIG_SMP
793
794 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
795 {
796         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
797
798         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
799             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
800                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
801                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline, 1);
802         }
803 }
804
805 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
806 {
807         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
808
809         /*
810          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
811          * task we must recompute them.
812          */
813         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
814                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
815                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
816                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
817         } else {
818                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->rb_leftmost;
819                 struct sched_dl_entity *entry;
820
821                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
822                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
823                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline, 1);
824         }
825 }
826
827 #else
828
829 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
830 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
831
832 #endif /* CONFIG_SMP */
833
834 static inline
835 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
836 {
837         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
838         u64 deadline = dl_se->deadline;
839
840         WARN_ON(!dl_prio(prio));
841         dl_rq->dl_nr_running++;
842         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
843
844         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
845         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
846 }
847
848 static inline
849 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
850 {
851         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
852
853         WARN_ON(!dl_prio(prio));
854         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
855         dl_rq->dl_nr_running--;
856         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
857
858         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
859         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
860 }
861
862 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
863 {
864         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
865         struct rb_node **link = &dl_rq->rb_root.rb_node;
866         struct rb_node *parent = NULL;
867         struct sched_dl_entity *entry;
868         int leftmost = 1;
869
870         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
871
872         while (*link) {
873                 parent = *link;
874                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
875                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
876                         link = &parent->rb_left;
877                 else {
878                         link = &parent->rb_right;
879                         leftmost = 0;
880                 }
881         }
882
883         if (leftmost)
884                 dl_rq->rb_leftmost = &dl_se->rb_node;
885
886         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
887         rb_insert_color(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
888
889         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
890 }
891
892 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
893 {
894         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
895
896         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
897                 return;
898
899         if (dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node) {
900                 struct rb_node *next_node;
901
902                 next_node = rb_next(&dl_se->rb_node);
903                 dl_rq->rb_leftmost = next_node;
904         }
905
906         rb_erase(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
907         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
908
909         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
910 }
911
912 static void
913 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
914                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
915 {
916         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
917
918         /*
919          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
920          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
921          * we want a replenishment of its runtime.
922          */
923         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
924                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
925         else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH)
926                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
927
928         __enqueue_dl_entity(dl_se);
929 }
930
931 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
932 {
933         __dequeue_dl_entity(dl_se);
934 }
935
936 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
937 {
938         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
939         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
940
941         /*
942          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter
943          * task if we have one and its (absolute) deadline is
944          * smaller than our one... OTW we keep our runtime and
945          * deadline.
946          */
947         if (pi_task && p->dl.dl_boosted && dl_prio(pi_task->normal_prio)) {
948                 pi_se = &pi_task->dl;
949         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
950                 /*
951                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
952                  * that is going to be deboosted, but exceedes its
953                  * runtime while doing so. No point in replenishing
954                  * it, as it's going to return back to its original
955                  * scheduling class after this.
956                  */
957                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
958                 return;
959         }
960
961         /*
962          * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
963          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
964          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
965          * run yet) will take care of this.
966          */
967         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH))
968                 return;
969
970         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
971
972         if (!task_current(rq, p) && tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
973                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
974 }
975
976 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
977 {
978         dequeue_dl_entity(&p->dl);
979         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
980 }
981
982 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
983 {
984         update_curr_dl(rq);
985         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
986 }
987
988 /*
989  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
990  *
991  *   get off from the CPU until our next instance, with
992  *   a new runtime. This is of little use now, since we
993  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
994  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
995  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
996  *   is available for other task instances to use it.
997  */
998 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
999 {
1000         /*
1001          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1002          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1003          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1004          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1005          */
1006         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1007
1008         update_rq_clock(rq);
1009         update_curr_dl(rq);
1010         /*
1011          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1012          * so we don't do microscopic update in schedule()
1013          * and double the fastpath cost.
1014          */
1015         rq_clock_skip_update(rq, true);
1016 }
1017
1018 #ifdef CONFIG_SMP
1019
1020 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1021
1022 static int
1023 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1024 {
1025         struct task_struct *curr;
1026         struct rq *rq;
1027
1028         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1029                 goto out;
1030
1031         rq = cpu_rq(cpu);
1032
1033         rcu_read_lock();
1034         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1035
1036         /*
1037          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1038          * decide where to wake it up.
1039          * If it has a later deadline and the current task
1040          * on this rq can't move (provided the waking task
1041          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1042          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1043          * try to make it stay here, it might be important.
1044          */
1045         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1046             (tsk_nr_cpus_allowed(curr) < 2 ||
1047              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1048             (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)) {
1049                 int target = find_later_rq(p);
1050
1051                 if (target != -1 &&
1052                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1053                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1054                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1055                         cpu = target;
1056         }
1057         rcu_read_unlock();
1058
1059 out:
1060         return cpu;
1061 }
1062
1063 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1064 {
1065         /*
1066          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1067          * let's hope p can move out.
1068          */
1069         if (tsk_nr_cpus_allowed(rq->curr) == 1 ||
1070             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
1071                 return;
1072
1073         /*
1074          * p is migratable, so let's not schedule it and
1075          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1076          */
1077         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) != 1 &&
1078             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
1079                 return;
1080
1081         resched_curr(rq);
1082 }
1083
1084 #endif /* CONFIG_SMP */
1085
1086 /*
1087  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1088  * tasks.
1089  */
1090 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1091                                   int flags)
1092 {
1093         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1094                 resched_curr(rq);
1095                 return;
1096         }
1097
1098 #ifdef CONFIG_SMP
1099         /*
1100          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1101          * let us try to decide what's the best thing to do...
1102          */
1103         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1104             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1105                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1106 #endif /* CONFIG_SMP */
1107 }
1108
1109 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1110 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1111 {
1112         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1113 }
1114 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1115 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1116 {
1117 }
1118 #endif
1119
1120 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1121                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1122 {
1123         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1124
1125         if (!left)
1126                 return NULL;
1127
1128         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1129 }
1130
1131 struct task_struct *
1132 pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct pin_cookie cookie)
1133 {
1134         struct sched_dl_entity *dl_se;
1135         struct task_struct *p;
1136         struct dl_rq *dl_rq;
1137
1138         dl_rq = &rq->dl;
1139
1140         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1141                 /*
1142                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1143                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1144                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we're
1145                  * being very careful to re-start the picking loop.
1146                  */
1147                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1148                 pull_dl_task(rq);
1149                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
1150                 /*
1151                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1152                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1153                  * re-start task selection.
1154                  */
1155                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1156                         return RETRY_TASK;
1157         }
1158
1159         /*
1160          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1161          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1162          */
1163         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1164                 update_curr_dl(rq);
1165
1166         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1167                 return NULL;
1168
1169         put_prev_task(rq, prev);
1170
1171         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1172         BUG_ON(!dl_se);
1173
1174         p = dl_task_of(dl_se);
1175         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1176
1177         /* Running task will never be pushed. */
1178        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1179
1180         if (hrtick_enabled(rq))
1181                 start_hrtick_dl(rq, p);
1182
1183         queue_push_tasks(rq);
1184
1185         return p;
1186 }
1187
1188 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1189 {
1190         update_curr_dl(rq);
1191
1192         if (on_dl_rq(&p->dl) && tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1193                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1194 }
1195
1196 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1197 {
1198         update_curr_dl(rq);
1199
1200         /*
1201          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1202          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1203          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1204          */
1205         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1206             is_leftmost(p, &rq->dl))
1207                 start_hrtick_dl(rq, p);
1208 }
1209
1210 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1211 {
1212         /*
1213          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1214          * sched_fork()
1215          */
1216 }
1217
1218 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1219 {
1220         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1221
1222         /*
1223          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1224          */
1225         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1226         /* XXX we should retain the bw until 0-lag */
1227         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1228         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1229 }
1230
1231 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1232 {
1233         struct task_struct *p = rq->curr;
1234
1235         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1236
1237         /* You can't push away the running task */
1238         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1239 }
1240
1241 #ifdef CONFIG_SMP
1242
1243 /* Only try algorithms three times */
1244 #define DL_MAX_TRIES 3
1245
1246 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1247 {
1248         if (!task_running(rq, p) &&
1249             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1250                 return 1;
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1256  * on the CPU, NULL otherwise:
1257  */
1258 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1259 {
1260         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost;
1261         struct task_struct *p = NULL;
1262
1263         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1264                 return NULL;
1265
1266 next_node:
1267         if (next_node) {
1268                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1269
1270                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1271                         return p;
1272
1273                 next_node = rb_next(next_node);
1274                 goto next_node;
1275         }
1276
1277         return NULL;
1278 }
1279
1280 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1281
1282 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1283 {
1284         struct sched_domain *sd;
1285         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1286         int this_cpu = smp_processor_id();
1287         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1288
1289         /* Make sure the mask is initialized first */
1290         if (unlikely(!later_mask))
1291                 return -1;
1292
1293         if (tsk_nr_cpus_allowed(task) == 1)
1294                 return -1;
1295
1296         /*
1297          * We have to consider system topology and task affinity
1298          * first, then we can look for a suitable cpu.
1299          */
1300         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1301                         task, later_mask);
1302         if (best_cpu == -1)
1303                 return -1;
1304
1305         /*
1306          * If we are here, some target has been found,
1307          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1308          * This is, among the runqueues where the current tasks
1309          * have later deadlines than the task's one, the rq
1310          * with the latest possible one.
1311          *
1312          * Now we check how well this matches with task's
1313          * affinity and system topology.
1314          *
1315          * The last cpu where the task run is our first
1316          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1317          */
1318         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1319                 return cpu;
1320         /*
1321          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1322          * not in the mask) or not.
1323          */
1324         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1325                 this_cpu = -1;
1326
1327         rcu_read_lock();
1328         for_each_domain(cpu, sd) {
1329                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1330
1331                         /*
1332                          * If possible, preempting this_cpu is
1333                          * cheaper than migrating.
1334                          */
1335                         if (this_cpu != -1 &&
1336                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1337                                 rcu_read_unlock();
1338                                 return this_cpu;
1339                         }
1340
1341                         /*
1342                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1343                          * in the mask, that becomes our choice.
1344                          */
1345                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1346                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1347                                 rcu_read_unlock();
1348                                 return best_cpu;
1349                         }
1350                 }
1351         }
1352         rcu_read_unlock();
1353
1354         /*
1355          * At this point, all our guesses failed, we just return
1356          * 'something', and let the caller sort the things out.
1357          */
1358         if (this_cpu != -1)
1359                 return this_cpu;
1360
1361         cpu = cpumask_any(later_mask);
1362         if (cpu < nr_cpu_ids)
1363                 return cpu;
1364
1365         return -1;
1366 }
1367
1368 /* Locks the rq it finds */
1369 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1370 {
1371         struct rq *later_rq = NULL;
1372         int tries;
1373         int cpu;
1374
1375         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1376                 cpu = find_later_rq(task);
1377
1378                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1379                         break;
1380
1381                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1382
1383                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
1384                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
1385                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
1386                         /*
1387                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
1388                          * retrying does not release any lock and is unlikely
1389                          * to yield a different result.
1390                          */
1391                         later_rq = NULL;
1392                         break;
1393                 }
1394
1395                 /* Retry if something changed. */
1396                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1397                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1398                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1399                                                        tsk_cpus_allowed(task)) ||
1400                                      task_running(rq, task) ||
1401                                      !dl_task(task) ||
1402                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1403                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1404                                 later_rq = NULL;
1405                                 break;
1406                         }
1407                 }
1408
1409                 /*
1410                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1411                  * its earliest one has a later deadline than our
1412                  * task, the rq is a good one.
1413                  */
1414                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1415                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1416                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1417                         break;
1418
1419                 /* Otherwise we try again. */
1420                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1421                 later_rq = NULL;
1422         }
1423
1424         return later_rq;
1425 }
1426
1427 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1428 {
1429         struct task_struct *p;
1430
1431         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1432                 return NULL;
1433
1434         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1435                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1436
1437         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1438         BUG_ON(task_current(rq, p));
1439         BUG_ON(tsk_nr_cpus_allowed(p) <= 1);
1440
1441         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1442         BUG_ON(!dl_task(p));
1443
1444         return p;
1445 }
1446
1447 /*
1448  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1449  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1450  * and start executing.
1451  */
1452 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1453 {
1454         struct task_struct *next_task;
1455         struct rq *later_rq;
1456         int ret = 0;
1457
1458         if (!rq->dl.overloaded)
1459                 return 0;
1460
1461         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1462         if (!next_task)
1463                 return 0;
1464
1465 retry:
1466         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1467                 WARN_ON(1);
1468                 return 0;
1469         }
1470
1471         /*
1472          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1473          * can move away, it makes sense to just reschedule
1474          * without going further in pushing next_task.
1475          */
1476         if (dl_task(rq->curr) &&
1477             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1478             tsk_nr_cpus_allowed(rq->curr) > 1) {
1479                 resched_curr(rq);
1480                 return 0;
1481         }
1482
1483         /* We might release rq lock */
1484         get_task_struct(next_task);
1485
1486         /* Will lock the rq it'll find */
1487         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1488         if (!later_rq) {
1489                 struct task_struct *task;
1490
1491                 /*
1492                  * We must check all this again, since
1493                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1494                  * then possible that next_task has migrated.
1495                  */
1496                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1497                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1498                         /*
1499                          * The task is still there. We don't try
1500                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1501                          */
1502                         goto out;
1503                 }
1504
1505                 if (!task)
1506                         /* No more tasks */
1507                         goto out;
1508
1509                 put_task_struct(next_task);
1510                 next_task = task;
1511                 goto retry;
1512         }
1513
1514         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1515         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1516         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1517         ret = 1;
1518
1519         resched_curr(later_rq);
1520
1521         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1522
1523 out:
1524         put_task_struct(next_task);
1525
1526         return ret;
1527 }
1528
1529 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1530 {
1531         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
1532         while (push_dl_task(rq))
1533                 ;
1534 }
1535
1536 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1537 {
1538         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
1539         struct task_struct *p;
1540         bool resched = false;
1541         struct rq *src_rq;
1542         u64 dmin = LONG_MAX;
1543
1544         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1545                 return;
1546
1547         /*
1548          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1549          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1550          */
1551         smp_rmb();
1552
1553         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1554                 if (this_cpu == cpu)
1555                         continue;
1556
1557                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1558
1559                 /*
1560                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1561                  * we are fine with this.
1562                  */
1563                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1564                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1565                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1566                         continue;
1567
1568                 /* Might drop this_rq->lock */
1569                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1570
1571                 /*
1572                  * If there are no more pullable tasks on the
1573                  * rq, we're done with it.
1574                  */
1575                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1576                         goto skip;
1577
1578                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
1579
1580                 /*
1581                  * We found a task to be pulled if:
1582                  *  - it preempts our current (if there's one),
1583                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1584                  */
1585                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1586                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1587                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1588                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1589                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1590                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1591
1592                         /*
1593                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1594                          * deadline than the current task of its runqueue.
1595                          */
1596                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1597                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1598                                 goto skip;
1599
1600                         resched = true;
1601
1602                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1603                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1604                         activate_task(this_rq, p, 0);
1605                         dmin = p->dl.deadline;
1606
1607                         /* Is there any other task even earlier? */
1608                 }
1609 skip:
1610                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1611         }
1612
1613         if (resched)
1614                 resched_curr(this_rq);
1615 }
1616
1617 /*
1618  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1619  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1620  */
1621 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1622 {
1623         if (!task_running(rq, p) &&
1624             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1625             tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1 &&
1626             dl_task(rq->curr) &&
1627             (tsk_nr_cpus_allowed(rq->curr) < 2 ||
1628              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
1629                 push_dl_tasks(rq);
1630         }
1631 }
1632
1633 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1634                                 const struct cpumask *new_mask)
1635 {
1636         struct root_domain *src_rd;
1637         struct rq *rq;
1638
1639         BUG_ON(!dl_task(p));
1640
1641         rq = task_rq(p);
1642         src_rd = rq->rd;
1643         /*
1644          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
1645          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
1646          * update. We already made space for us in the destination
1647          * domain (see cpuset_can_attach()).
1648          */
1649         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
1650                 struct dl_bw *src_dl_b;
1651
1652                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
1653                 /*
1654                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
1655                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
1656                  * until we complete the update.
1657                  */
1658                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
1659                 __dl_clear(src_dl_b, p->dl.dl_bw);
1660                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
1661         }
1662
1663         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
1664 }
1665
1666 /* Assumes rq->lock is held */
1667 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1668 {
1669         if (rq->dl.overloaded)
1670                 dl_set_overload(rq);
1671
1672         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1673         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1674                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr, 1);
1675 }
1676
1677 /* Assumes rq->lock is held */
1678 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1679 {
1680         if (rq->dl.overloaded)
1681                 dl_clear_overload(rq);
1682
1683         cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
1684         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1685 }
1686
1687 void __init init_sched_dl_class(void)
1688 {
1689         unsigned int i;
1690
1691         for_each_possible_cpu(i)
1692                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1693                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1694 }
1695
1696 #endif /* CONFIG_SMP */
1697
1698 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1699 {
1700         /*
1701          * Start the deadline timer; if we switch back to dl before this we'll
1702          * continue consuming our current CBS slice. If we stay outside of
1703          * SCHED_DEADLINE until the deadline passes, the timer will reset the
1704          * task.
1705          */
1706         if (!start_dl_timer(p))
1707                 __dl_clear_params(p);
1708
1709         /*
1710          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1711          * this is the right place to try to pull some other one
1712          * from an overloaded cpu, if any.
1713          */
1714         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
1715                 return;
1716
1717         queue_pull_task(rq);
1718 }
1719
1720 /*
1721  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1722  * we try to push someone off, if possible.
1723  */
1724 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1725 {
1726         if (dl_time_before(p->dl.deadline, rq_clock(rq)))
1727                 setup_new_dl_entity(&p->dl, &p->dl);
1728
1729         if (task_on_rq_queued(p) && rq->curr != p) {
1730 #ifdef CONFIG_SMP
1731                 if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1 && rq->dl.overloaded)
1732                         queue_push_tasks(rq);
1733 #else
1734                 if (dl_task(rq->curr))
1735                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1736                 else
1737                         resched_curr(rq);
1738 #endif
1739         }
1740 }
1741
1742 /*
1743  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
1744  * a push or pull operation might be needed.
1745  */
1746 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1747                             int oldprio)
1748 {
1749         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
1750 #ifdef CONFIG_SMP
1751                 /*
1752                  * This might be too much, but unfortunately
1753                  * we don't have the old deadline value, and
1754                  * we can't argue if the task is increasing
1755                  * or lowering its prio, so...
1756                  */
1757                 if (!rq->dl.overloaded)
1758                         queue_pull_task(rq);
1759
1760                 /*
1761                  * If we now have a earlier deadline task than p,
1762                  * then reschedule, provided p is still on this
1763                  * runqueue.
1764                  */
1765                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
1766                         resched_curr(rq);
1767 #else
1768                 /*
1769                  * Again, we don't know if p has a earlier
1770                  * or later deadline, so let's blindly set a
1771                  * (maybe not needed) rescheduling point.
1772                  */
1773                 resched_curr(rq);
1774 #endif /* CONFIG_SMP */
1775         }
1776 }
1777
1778 const struct sched_class dl_sched_class = {
1779         .next                   = &rt_sched_class,
1780         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1781         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1782         .yield_task             = yield_task_dl,
1783
1784         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1785
1786         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1787         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1788
1789 #ifdef CONFIG_SMP
1790         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1791         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1792         .rq_online              = rq_online_dl,
1793         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1794         .task_woken             = task_woken_dl,
1795 #endif
1796
1797         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1798         .task_tick              = task_tick_dl,
1799         .task_fork              = task_fork_dl,
1800         .task_dead              = task_dead_dl,
1801
1802         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1803         .switched_from          = switched_from_dl,
1804         .switched_to            = switched_to_dl,
1805
1806         .update_curr            = update_curr_dl,
1807 };
1808
1809 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1810 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
1811
1812 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1813 {
1814         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
1815 }
1816 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */