8aaa971ffecd28a19ccc1fcaef1ef55bdf2fff4f
[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         if (hrtimer_active(timer)) {
567                 hrtimer_try_to_cancel(timer);
568                 return;
569         }
570
571         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
572         timer->function = dl_task_timer;
573 }
574
575 static
576 int dl_runtime_exceeded(struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
577 {
578         int dmiss = dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq));
579         int rorun = dl_se->runtime <= 0;
580
581         if (!rorun && !dmiss)
582                 return 0;
583
584         /*
585          * If we are beyond our current deadline and we are still
586          * executing, then we have already used some of the runtime of
587          * the next instance. Thus, if we do not account that, we are
588          * stealing bandwidth from the system at each deadline miss!
589          */
590         if (dmiss) {
591                 dl_se->runtime = rorun ? dl_se->runtime : 0;
592                 dl_se->runtime -= rq_clock(rq) - dl_se->deadline;
593         }
594
595         return 1;
596 }
597
598 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
599
600 /*
601  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
602  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
603  */
604 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
605 {
606         struct task_struct *curr = rq->curr;
607         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
608         u64 delta_exec;
609
610         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
611                 return;
612
613         /*
614          * Consumed budget is computed considering the time as
615          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
616          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
617          * computed using hard walltime. This seems to be the more
618          * natural solution, but the full ramifications of this
619          * approach need further study.
620          */
621         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
622         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
623                 return;
624
625         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
626                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
627
628         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
629         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
630
631         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
632         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
633
634         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
635
636         dl_se->runtime -= delta_exec;
637         if (dl_runtime_exceeded(rq, dl_se)) {
638                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
639                 if (likely(start_dl_timer(dl_se, curr->dl.dl_boosted)))
640                         dl_se->dl_throttled = 1;
641                 else
642                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
643
644                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
645                         resched_curr(rq);
646         }
647
648         /*
649          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
650          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
651          * would be able to exceed the shared quota.
652          *
653          * Account to the root rt group for now.
654          *
655          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
656          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
657          * out before that can happen.
658          */
659         if (rt_bandwidth_enabled()) {
660                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
661
662                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
663                 /*
664                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
665                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
666                  * bandwidth is relevant.
667                  */
668                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
669                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
670                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
671         }
672 }
673
674 #ifdef CONFIG_SMP
675
676 static struct task_struct *pick_next_earliest_dl_task(struct rq *rq, int cpu);
677
678 static inline u64 next_deadline(struct rq *rq)
679 {
680         struct task_struct *next = pick_next_earliest_dl_task(rq, rq->cpu);
681
682         if (next && dl_prio(next->prio))
683                 return next->dl.deadline;
684         else
685                 return 0;
686 }
687
688 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
689 {
690         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
691
692         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
693             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
694                 /*
695                  * If the dl_rq had no -deadline tasks, or if the new task
696                  * has shorter deadline than the current one on dl_rq, we
697                  * know that the previous earliest becomes our next earliest,
698                  * as the new task becomes the earliest itself.
699                  */
700                 dl_rq->earliest_dl.next = dl_rq->earliest_dl.curr;
701                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
702                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline, 1);
703         } else if (dl_rq->earliest_dl.next == 0 ||
704                    dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.next)) {
705                 /*
706                  * On the other hand, if the new -deadline task has a
707                  * a later deadline than the earliest one on dl_rq, but
708                  * it is earlier than the next (if any), we must
709                  * recompute the next-earliest.
710                  */
711                 dl_rq->earliest_dl.next = next_deadline(rq);
712         }
713 }
714
715 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
716 {
717         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
718
719         /*
720          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
721          * task we must recompute them.
722          */
723         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
724                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
725                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
726                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
727         } else {
728                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->rb_leftmost;
729                 struct sched_dl_entity *entry;
730
731                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
732                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
733                 dl_rq->earliest_dl.next = next_deadline(rq);
734                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline, 1);
735         }
736 }
737
738 #else
739
740 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
741 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
742
743 #endif /* CONFIG_SMP */
744
745 static inline
746 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
747 {
748         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
749         u64 deadline = dl_se->deadline;
750
751         WARN_ON(!dl_prio(prio));
752         dl_rq->dl_nr_running++;
753         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
754
755         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
756         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
757 }
758
759 static inline
760 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
761 {
762         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
763
764         WARN_ON(!dl_prio(prio));
765         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
766         dl_rq->dl_nr_running--;
767         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
768
769         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
770         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
771 }
772
773 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
774 {
775         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
776         struct rb_node **link = &dl_rq->rb_root.rb_node;
777         struct rb_node *parent = NULL;
778         struct sched_dl_entity *entry;
779         int leftmost = 1;
780
781         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
782
783         while (*link) {
784                 parent = *link;
785                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
786                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
787                         link = &parent->rb_left;
788                 else {
789                         link = &parent->rb_right;
790                         leftmost = 0;
791                 }
792         }
793
794         if (leftmost)
795                 dl_rq->rb_leftmost = &dl_se->rb_node;
796
797         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
798         rb_insert_color(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
799
800         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
801 }
802
803 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
804 {
805         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
806
807         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
808                 return;
809
810         if (dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node) {
811                 struct rb_node *next_node;
812
813                 next_node = rb_next(&dl_se->rb_node);
814                 dl_rq->rb_leftmost = next_node;
815         }
816
817         rb_erase(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
818         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
819
820         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
821 }
822
823 static void
824 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
825                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
826 {
827         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
828
829         /*
830          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
831          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
832          * we want a replenishment of its runtime.
833          */
834         if (!dl_se->dl_new && flags & ENQUEUE_REPLENISH)
835                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
836         else
837                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
838
839         __enqueue_dl_entity(dl_se);
840 }
841
842 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
843 {
844         __dequeue_dl_entity(dl_se);
845 }
846
847 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
848 {
849         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
850         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
851
852         /*
853          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter
854          * task if we have one and its (relative) deadline is
855          * smaller than our one... OTW we keep our runtime and
856          * deadline.
857          */
858         if (pi_task && p->dl.dl_boosted && dl_prio(pi_task->normal_prio)) {
859                 pi_se = &pi_task->dl;
860         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
861                 /*
862                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
863                  * that is going to be deboosted, but exceedes its
864                  * runtime while doing so. No point in replenishing
865                  * it, as it's going to return back to its original
866                  * scheduling class after this.
867                  */
868                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
869                 return;
870         }
871
872         /*
873          * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
874          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
875          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
876          * run yet) will take care of this.
877          */
878         if (p->dl.dl_throttled)
879                 return;
880
881         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
882
883         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
884                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
885 }
886
887 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
888 {
889         dequeue_dl_entity(&p->dl);
890         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
891 }
892
893 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
894 {
895         update_curr_dl(rq);
896         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
897 }
898
899 /*
900  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
901  *
902  *   get off from the CPU until our next instance, with
903  *   a new runtime. This is of little use now, since we
904  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
905  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
906  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
907  *   is available for other task instances to use it.
908  */
909 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
910 {
911         struct task_struct *p = rq->curr;
912
913         /*
914          * We make the task go to sleep until its current deadline by
915          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
916          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
917          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
918          */
919         if (p->dl.runtime > 0) {
920                 rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
921                 p->dl.runtime = 0;
922         }
923         update_curr_dl(rq);
924 }
925
926 #ifdef CONFIG_SMP
927
928 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
929
930 static int
931 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
932 {
933         struct task_struct *curr;
934         struct rq *rq;
935
936         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE && sd_flag != SD_BALANCE_FORK)
937                 goto out;
938
939         rq = cpu_rq(cpu);
940
941         rcu_read_lock();
942         curr = ACCESS_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
943
944         /*
945          * If we are dealing with a -deadline task, we must
946          * decide where to wake it up.
947          * If it has a later deadline and the current task
948          * on this rq can't move (provided the waking task
949          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
950          * other hand, if it has a shorter deadline, we
951          * try to make it stay here, it might be important.
952          */
953         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
954             (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
955              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
956             (p->nr_cpus_allowed > 1)) {
957                 int target = find_later_rq(p);
958
959                 if (target != -1)
960                         cpu = target;
961         }
962         rcu_read_unlock();
963
964 out:
965         return cpu;
966 }
967
968 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
969 {
970         /*
971          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
972          * let's hope p can move out.
973          */
974         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
975             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
976                 return;
977
978         /*
979          * p is migratable, so let's not schedule it and
980          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
981          */
982         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
983             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
984                 return;
985
986         resched_curr(rq);
987 }
988
989 static int pull_dl_task(struct rq *this_rq);
990
991 #endif /* CONFIG_SMP */
992
993 /*
994  * Only called when both the current and waking task are -deadline
995  * tasks.
996  */
997 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
998                                   int flags)
999 {
1000         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1001                 resched_curr(rq);
1002                 return;
1003         }
1004
1005 #ifdef CONFIG_SMP
1006         /*
1007          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1008          * let us try to decide what's the best thing to do...
1009          */
1010         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1011             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1012                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1013 #endif /* CONFIG_SMP */
1014 }
1015
1016 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1017 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1018 {
1019         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1020 }
1021 #endif
1022
1023 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1024                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1025 {
1026         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1027
1028         if (!left)
1029                 return NULL;
1030
1031         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1032 }
1033
1034 struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1035 {
1036         struct sched_dl_entity *dl_se;
1037         struct task_struct *p;
1038         struct dl_rq *dl_rq;
1039
1040         dl_rq = &rq->dl;
1041
1042         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1043                 pull_dl_task(rq);
1044                 /*
1045                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1046                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1047                  * re-start task selection.
1048                  */
1049                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1050                         return RETRY_TASK;
1051         }
1052
1053         /*
1054          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1055          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1056          */
1057         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1058                 update_curr_dl(rq);
1059
1060         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1061                 return NULL;
1062
1063         put_prev_task(rq, prev);
1064
1065         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1066         BUG_ON(!dl_se);
1067
1068         p = dl_task_of(dl_se);
1069         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1070
1071         /* Running task will never be pushed. */
1072        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1073
1074 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1075         if (hrtick_enabled(rq))
1076                 start_hrtick_dl(rq, p);
1077 #endif
1078
1079         set_post_schedule(rq);
1080
1081         return p;
1082 }
1083
1084 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1085 {
1086         update_curr_dl(rq);
1087
1088         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1089                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1090 }
1091
1092 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1093 {
1094         update_curr_dl(rq);
1095
1096 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1097         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0)
1098                 start_hrtick_dl(rq, p);
1099 #endif
1100 }
1101
1102 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1103 {
1104         /*
1105          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1106          * sched_fork()
1107          */
1108 }
1109
1110 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1111 {
1112         struct hrtimer *timer = &p->dl.dl_timer;
1113         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1114
1115         /*
1116          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1117          */
1118         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1119         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1120         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1121
1122         hrtimer_cancel(timer);
1123 }
1124
1125 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1126 {
1127         struct task_struct *p = rq->curr;
1128
1129         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1130
1131         /* You can't push away the running task */
1132         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1133 }
1134
1135 #ifdef CONFIG_SMP
1136
1137 /* Only try algorithms three times */
1138 #define DL_MAX_TRIES 3
1139
1140 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1141 {
1142         if (!task_running(rq, p) &&
1143             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1144                 return 1;
1145         return 0;
1146 }
1147
1148 /* Returns the second earliest -deadline task, NULL otherwise */
1149 static struct task_struct *pick_next_earliest_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1150 {
1151         struct rb_node *next_node = rq->dl.rb_leftmost;
1152         struct sched_dl_entity *dl_se;
1153         struct task_struct *p = NULL;
1154
1155 next_node:
1156         next_node = rb_next(next_node);
1157         if (next_node) {
1158                 dl_se = rb_entry(next_node, struct sched_dl_entity, rb_node);
1159                 p = dl_task_of(dl_se);
1160
1161                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1162                         return p;
1163
1164                 goto next_node;
1165         }
1166
1167         return NULL;
1168 }
1169
1170 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1171
1172 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1173 {
1174         struct sched_domain *sd;
1175         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1176         int this_cpu = smp_processor_id();
1177         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1178
1179         /* Make sure the mask is initialized first */
1180         if (unlikely(!later_mask))
1181                 return -1;
1182
1183         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1184                 return -1;
1185
1186         /*
1187          * We have to consider system topology and task affinity
1188          * first, then we can look for a suitable cpu.
1189          */
1190         cpumask_copy(later_mask, task_rq(task)->rd->span);
1191         cpumask_and(later_mask, later_mask, cpu_active_mask);
1192         cpumask_and(later_mask, later_mask, &task->cpus_allowed);
1193         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1194                         task, later_mask);
1195         if (best_cpu == -1)
1196                 return -1;
1197
1198         /*
1199          * If we are here, some target has been found,
1200          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1201          * This is, among the runqueues where the current tasks
1202          * have later deadlines than the task's one, the rq
1203          * with the latest possible one.
1204          *
1205          * Now we check how well this matches with task's
1206          * affinity and system topology.
1207          *
1208          * The last cpu where the task run is our first
1209          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1210          */
1211         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1212                 return cpu;
1213         /*
1214          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1215          * not in the mask) or not.
1216          */
1217         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1218                 this_cpu = -1;
1219
1220         rcu_read_lock();
1221         for_each_domain(cpu, sd) {
1222                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1223
1224                         /*
1225                          * If possible, preempting this_cpu is
1226                          * cheaper than migrating.
1227                          */
1228                         if (this_cpu != -1 &&
1229                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1230                                 rcu_read_unlock();
1231                                 return this_cpu;
1232                         }
1233
1234                         /*
1235                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1236                          * in the mask, that becomes our choice.
1237                          */
1238                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1239                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1240                                 rcu_read_unlock();
1241                                 return best_cpu;
1242                         }
1243                 }
1244         }
1245         rcu_read_unlock();
1246
1247         /*
1248          * At this point, all our guesses failed, we just return
1249          * 'something', and let the caller sort the things out.
1250          */
1251         if (this_cpu != -1)
1252                 return this_cpu;
1253
1254         cpu = cpumask_any(later_mask);
1255         if (cpu < nr_cpu_ids)
1256                 return cpu;
1257
1258         return -1;
1259 }
1260
1261 /* Locks the rq it finds */
1262 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1263 {
1264         struct rq *later_rq = NULL;
1265         int tries;
1266         int cpu;
1267
1268         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1269                 cpu = find_later_rq(task);
1270
1271                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1272                         break;
1273
1274                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1275
1276                 /* Retry if something changed. */
1277                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1278                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1279                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1280                                                        &task->cpus_allowed) ||
1281                                      task_running(rq, task) ||
1282                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1283                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1284                                 later_rq = NULL;
1285                                 break;
1286                         }
1287                 }
1288
1289                 /*
1290                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1291                  * its earliest one has a later deadline than our
1292                  * task, the rq is a good one.
1293                  */
1294                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1295                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1296                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1297                         break;
1298
1299                 /* Otherwise we try again. */
1300                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1301                 later_rq = NULL;
1302         }
1303
1304         return later_rq;
1305 }
1306
1307 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1308 {
1309         struct task_struct *p;
1310
1311         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1312                 return NULL;
1313
1314         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1315                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1316
1317         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1318         BUG_ON(task_current(rq, p));
1319         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
1320
1321         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1322         BUG_ON(!dl_task(p));
1323
1324         return p;
1325 }
1326
1327 /*
1328  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1329  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1330  * and start executing.
1331  */
1332 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1333 {
1334         struct task_struct *next_task;
1335         struct rq *later_rq;
1336
1337         if (!rq->dl.overloaded)
1338                 return 0;
1339
1340         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1341         if (!next_task)
1342                 return 0;
1343
1344 retry:
1345         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1346                 WARN_ON(1);
1347                 return 0;
1348         }
1349
1350         /*
1351          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1352          * can move away, it makes sense to just reschedule
1353          * without going further in pushing next_task.
1354          */
1355         if (dl_task(rq->curr) &&
1356             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1357             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
1358                 resched_curr(rq);
1359                 return 0;
1360         }
1361
1362         /* We might release rq lock */
1363         get_task_struct(next_task);
1364
1365         /* Will lock the rq it'll find */
1366         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1367         if (!later_rq) {
1368                 struct task_struct *task;
1369
1370                 /*
1371                  * We must check all this again, since
1372                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1373                  * then possible that next_task has migrated.
1374                  */
1375                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1376                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1377                         /*
1378                          * The task is still there. We don't try
1379                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1380                          */
1381                         dequeue_pushable_dl_task(rq, next_task);
1382                         goto out;
1383                 }
1384
1385                 if (!task)
1386                         /* No more tasks */
1387                         goto out;
1388
1389                 put_task_struct(next_task);
1390                 next_task = task;
1391                 goto retry;
1392         }
1393
1394         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1395         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1396         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1397
1398         resched_curr(later_rq);
1399
1400         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1401
1402 out:
1403         put_task_struct(next_task);
1404
1405         return 1;
1406 }
1407
1408 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1409 {
1410         /* Terminates as it moves a -deadline task */
1411         while (push_dl_task(rq))
1412                 ;
1413 }
1414
1415 static int pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1416 {
1417         int this_cpu = this_rq->cpu, ret = 0, cpu;
1418         struct task_struct *p;
1419         struct rq *src_rq;
1420         u64 dmin = LONG_MAX;
1421
1422         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1423                 return 0;
1424
1425         /*
1426          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1427          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1428          */
1429         smp_rmb();
1430
1431         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1432                 if (this_cpu == cpu)
1433                         continue;
1434
1435                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1436
1437                 /*
1438                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1439                  * we are fine with this.
1440                  */
1441                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1442                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1443                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1444                         continue;
1445
1446                 /* Might drop this_rq->lock */
1447                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1448
1449                 /*
1450                  * If there are no more pullable tasks on the
1451                  * rq, we're done with it.
1452                  */
1453                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1454                         goto skip;
1455
1456                 p = pick_next_earliest_dl_task(src_rq, this_cpu);
1457
1458                 /*
1459                  * We found a task to be pulled if:
1460                  *  - it preempts our current (if there's one),
1461                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1462                  */
1463                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1464                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1465                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1466                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1467                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1468                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1469
1470                         /*
1471                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1472                          * deadline than the current task of its runqueue.
1473                          */
1474                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1475                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1476                                 goto skip;
1477
1478                         ret = 1;
1479
1480                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1481                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1482                         activate_task(this_rq, p, 0);
1483                         dmin = p->dl.deadline;
1484
1485                         /* Is there any other task even earlier? */
1486                 }
1487 skip:
1488                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1489         }
1490
1491         return ret;
1492 }
1493
1494 static void post_schedule_dl(struct rq *rq)
1495 {
1496         push_dl_tasks(rq);
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1501  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1502  */
1503 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1504 {
1505         if (!task_running(rq, p) &&
1506             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1507             has_pushable_dl_tasks(rq) &&
1508             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
1509             dl_task(rq->curr) &&
1510             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1511              dl_entity_preempt(&rq->curr->dl, &p->dl))) {
1512                 push_dl_tasks(rq);
1513         }
1514 }
1515
1516 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1517                                 const struct cpumask *new_mask)
1518 {
1519         struct rq *rq;
1520         struct root_domain *src_rd;
1521         int weight;
1522
1523         BUG_ON(!dl_task(p));
1524
1525         rq = task_rq(p);
1526         src_rd = rq->rd;
1527         /*
1528          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
1529          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
1530          * update. We already made space for us in the destination
1531          * domain (see cpuset_can_attach()).
1532          */
1533         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
1534                 struct dl_bw *src_dl_b;
1535
1536                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
1537                 /*
1538                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
1539                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
1540                  * until we complete the update.
1541                  */
1542                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
1543                 __dl_clear(src_dl_b, p->dl.dl_bw);
1544                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
1545         }
1546
1547         /*
1548          * Update only if the task is actually running (i.e.,
1549          * it is on the rq AND it is not throttled).
1550          */
1551         if (!on_dl_rq(&p->dl))
1552                 return;
1553
1554         weight = cpumask_weight(new_mask);
1555
1556         /*
1557          * Only update if the process changes its state from whether it
1558          * can migrate or not.
1559          */
1560         if ((p->nr_cpus_allowed > 1) == (weight > 1))
1561                 return;
1562
1563         /*
1564          * The process used to be able to migrate OR it can now migrate
1565          */
1566         if (weight <= 1) {
1567                 if (!task_current(rq, p))
1568                         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1569                 BUG_ON(!rq->dl.dl_nr_migratory);
1570                 rq->dl.dl_nr_migratory--;
1571         } else {
1572                 if (!task_current(rq, p))
1573                         enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1574                 rq->dl.dl_nr_migratory++;
1575         }
1576
1577         update_dl_migration(&rq->dl);
1578 }
1579
1580 /* Assumes rq->lock is held */
1581 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1582 {
1583         if (rq->dl.overloaded)
1584                 dl_set_overload(rq);
1585
1586         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1587                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr, 1);
1588 }
1589
1590 /* Assumes rq->lock is held */
1591 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1592 {
1593         if (rq->dl.overloaded)
1594                 dl_clear_overload(rq);
1595
1596         cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
1597 }
1598
1599 void init_sched_dl_class(void)
1600 {
1601         unsigned int i;
1602
1603         for_each_possible_cpu(i)
1604                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1605                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1606 }
1607
1608 #endif /* CONFIG_SMP */
1609
1610 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1611 {
1612         if (hrtimer_active(&p->dl.dl_timer) && !dl_policy(p->policy))
1613                 hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.dl_timer);
1614
1615         __dl_clear_params(p);
1616
1617 #ifdef CONFIG_SMP
1618         /*
1619          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1620          * this is the right place to try to pull some other one
1621          * from an overloaded cpu, if any.
1622          */
1623         if (!rq->dl.dl_nr_running)
1624                 pull_dl_task(rq);
1625 #endif
1626 }
1627
1628 /*
1629  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1630  * we try to push someone off, if possible.
1631  */
1632 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1633 {
1634         int check_resched = 1;
1635
1636         /*
1637          * If p is throttled, don't consider the possibility
1638          * of preempting rq->curr, the check will be done right
1639          * after its runtime will get replenished.
1640          */
1641         if (unlikely(p->dl.dl_throttled))
1642                 return;
1643
1644         if (task_on_rq_queued(p) && rq->curr != p) {
1645 #ifdef CONFIG_SMP
1646                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded &&
1647                         push_dl_task(rq) && rq != task_rq(p))
1648                         /* Only reschedule if pushing failed */
1649                         check_resched = 0;
1650 #endif /* CONFIG_SMP */
1651                 if (check_resched) {
1652                         if (dl_task(rq->curr))
1653                                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1654                         else
1655                                 resched_curr(rq);
1656                 }
1657         }
1658 }
1659
1660 /*
1661  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
1662  * a push or pull operation might be needed.
1663  */
1664 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1665                             int oldprio)
1666 {
1667         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
1668 #ifdef CONFIG_SMP
1669                 /*
1670                  * This might be too much, but unfortunately
1671                  * we don't have the old deadline value, and
1672                  * we can't argue if the task is increasing
1673                  * or lowering its prio, so...
1674                  */
1675                 if (!rq->dl.overloaded)
1676                         pull_dl_task(rq);
1677
1678                 /*
1679                  * If we now have a earlier deadline task than p,
1680                  * then reschedule, provided p is still on this
1681                  * runqueue.
1682                  */
1683                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline) &&
1684                     rq->curr == p)
1685                         resched_curr(rq);
1686 #else
1687                 /*
1688                  * Again, we don't know if p has a earlier
1689                  * or later deadline, so let's blindly set a
1690                  * (maybe not needed) rescheduling point.
1691                  */
1692                 resched_curr(rq);
1693 #endif /* CONFIG_SMP */
1694         } else
1695                 switched_to_dl(rq, p);
1696 }
1697
1698 const struct sched_class dl_sched_class = {
1699         .next                   = &rt_sched_class,
1700         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1701         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1702         .yield_task             = yield_task_dl,
1703
1704         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1705
1706         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1707         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1708
1709 #ifdef CONFIG_SMP
1710         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1711         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1712         .rq_online              = rq_online_dl,
1713         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1714         .post_schedule          = post_schedule_dl,
1715         .task_woken             = task_woken_dl,
1716 #endif
1717
1718         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1719         .task_tick              = task_tick_dl,
1720         .task_fork              = task_fork_dl,
1721         .task_dead              = task_dead_dl,
1722
1723         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1724         .switched_from          = switched_from_dl,
1725         .switched_to            = switched_to_dl,
1726 };