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