sched/deadline: Don't replenish from a !SCHED_DEADLINE entity
[cascardo/linux.git] / kernel / sched / deadline.c
1 /*
2  * Deadline Scheduling Class (SCHED_DEADLINE)
3  *
4  * Earliest Deadline First (EDF) + Constant Bandwidth Server (CBS).
5  *
6  * Tasks that periodically executes their instances for less than their
7  * runtime won't miss any of their deadlines.
8  * Tasks that are not periodic or sporadic or that tries to execute more
9  * than their reserved bandwidth will be slowed down (and may potentially
10  * miss some of their deadlines), and won't affect any other task.
11  *
12  * Copyright (C) 2012 Dario Faggioli <raistlin@linux.it>,
13  *                    Juri Lelli <juri.lelli@gmail.com>,
14  *                    Michael Trimarchi <michael@amarulasolutions.com>,
15  *                    Fabio Checconi <fchecconi@gmail.com>
16  */
17 #include "sched.h"
18
19 #include <linux/slab.h>
20
21 struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
22
23 static inline struct task_struct *dl_task_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
24 {
25         return container_of(dl_se, struct task_struct, dl);
26 }
27
28 static inline struct rq *rq_of_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
29 {
30         return container_of(dl_rq, struct rq, dl);
31 }
32
33 static inline struct dl_rq *dl_rq_of_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
34 {
35         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
36         struct rq *rq = task_rq(p);
37
38         return &rq->dl;
39 }
40
41 static inline int on_dl_rq(struct sched_dl_entity *dl_se)
42 {
43         return !RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node);
44 }
45
46 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
47 {
48         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
49
50         return dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
51 }
52
53 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
54 {
55         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
56         dl_b->dl_period = period;
57         dl_b->dl_runtime = runtime;
58 }
59
60 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
61 {
62         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
63         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
64         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
65                 dl_b->bw = -1;
66         else
67                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
68         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
69         dl_b->total_bw = 0;
70 }
71
72 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq, 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 a possible races here. In fact, the
522          * task might have changed its scheduling policy to something
523          * different from SCHED_DEADLINE or changed its reservation
524          * parameters (through sched_setattr()).
525          */
526         if (!dl_task(p) || dl_se->dl_new)
527                 goto unlock;
528
529         sched_clock_tick();
530         update_rq_clock(rq);
531         dl_se->dl_throttled = 0;
532         dl_se->dl_yielded = 0;
533         if (task_on_rq_queued(p)) {
534                 enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
535                 if (task_has_dl_policy(rq->curr))
536                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
537                 else
538                         resched_curr(rq);
539 #ifdef CONFIG_SMP
540                 /*
541                  * Queueing this task back might have overloaded rq,
542                  * check if we need to kick someone away.
543                  */
544                 if (has_pushable_dl_tasks(rq))
545                         push_dl_task(rq);
546 #endif
547         }
548 unlock:
549         raw_spin_unlock(&rq->lock);
550
551         return HRTIMER_NORESTART;
552 }
553
554 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
555 {
556         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
557
558         if (hrtimer_active(timer)) {
559                 hrtimer_try_to_cancel(timer);
560                 return;
561         }
562
563         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
564         timer->function = dl_task_timer;
565 }
566
567 static
568 int dl_runtime_exceeded(struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
569 {
570         int dmiss = dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq));
571         int rorun = dl_se->runtime <= 0;
572
573         if (!rorun && !dmiss)
574                 return 0;
575
576         /*
577          * If we are beyond our current deadline and we are still
578          * executing, then we have already used some of the runtime of
579          * the next instance. Thus, if we do not account that, we are
580          * stealing bandwidth from the system at each deadline miss!
581          */
582         if (dmiss) {
583                 dl_se->runtime = rorun ? dl_se->runtime : 0;
584                 dl_se->runtime -= rq_clock(rq) - dl_se->deadline;
585         }
586
587         return 1;
588 }
589
590 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
591
592 /*
593  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
594  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
595  */
596 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
597 {
598         struct task_struct *curr = rq->curr;
599         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
600         u64 delta_exec;
601
602         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
603                 return;
604
605         /*
606          * Consumed budget is computed considering the time as
607          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
608          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
609          * computed using hard walltime. This seems to be the more
610          * natural solution, but the full ramifications of this
611          * approach need further study.
612          */
613         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
614         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
615                 return;
616
617         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
618                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
619
620         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
621         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
622
623         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
624         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
625
626         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
627
628         dl_se->runtime -= delta_exec;
629         if (dl_runtime_exceeded(rq, dl_se)) {
630                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
631                 if (likely(start_dl_timer(dl_se, curr->dl.dl_boosted)))
632                         dl_se->dl_throttled = 1;
633                 else
634                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
635
636                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
637                         resched_curr(rq);
638         }
639
640         /*
641          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
642          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
643          * would be able to exceed the shared quota.
644          *
645          * Account to the root rt group for now.
646          *
647          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
648          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
649          * out before that can happen.
650          */
651         if (rt_bandwidth_enabled()) {
652                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
653
654                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
655                 /*
656                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
657                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
658                  * bandwidth is relevant.
659                  */
660                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
661                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
662                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
663         }
664 }
665
666 #ifdef CONFIG_SMP
667
668 static struct task_struct *pick_next_earliest_dl_task(struct rq *rq, int cpu);
669
670 static inline u64 next_deadline(struct rq *rq)
671 {
672         struct task_struct *next = pick_next_earliest_dl_task(rq, rq->cpu);
673
674         if (next && dl_prio(next->prio))
675                 return next->dl.deadline;
676         else
677                 return 0;
678 }
679
680 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
681 {
682         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
683
684         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
685             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
686                 /*
687                  * If the dl_rq had no -deadline tasks, or if the new task
688                  * has shorter deadline than the current one on dl_rq, we
689                  * know that the previous earliest becomes our next earliest,
690                  * as the new task becomes the earliest itself.
691                  */
692                 dl_rq->earliest_dl.next = dl_rq->earliest_dl.curr;
693                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
694                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline, 1);
695         } else if (dl_rq->earliest_dl.next == 0 ||
696                    dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.next)) {
697                 /*
698                  * On the other hand, if the new -deadline task has a
699                  * a later deadline than the earliest one on dl_rq, but
700                  * it is earlier than the next (if any), we must
701                  * recompute the next-earliest.
702                  */
703                 dl_rq->earliest_dl.next = next_deadline(rq);
704         }
705 }
706
707 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
708 {
709         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
710
711         /*
712          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
713          * task we must recompute them.
714          */
715         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
716                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
717                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
718                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
719         } else {
720                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->rb_leftmost;
721                 struct sched_dl_entity *entry;
722
723                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
724                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
725                 dl_rq->earliest_dl.next = next_deadline(rq);
726                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline, 1);
727         }
728 }
729
730 #else
731
732 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
733 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
734
735 #endif /* CONFIG_SMP */
736
737 static inline
738 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
739 {
740         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
741         u64 deadline = dl_se->deadline;
742
743         WARN_ON(!dl_prio(prio));
744         dl_rq->dl_nr_running++;
745         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
746
747         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
748         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
749 }
750
751 static inline
752 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
753 {
754         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
755
756         WARN_ON(!dl_prio(prio));
757         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
758         dl_rq->dl_nr_running--;
759         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
760
761         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
762         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
763 }
764
765 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
766 {
767         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
768         struct rb_node **link = &dl_rq->rb_root.rb_node;
769         struct rb_node *parent = NULL;
770         struct sched_dl_entity *entry;
771         int leftmost = 1;
772
773         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
774
775         while (*link) {
776                 parent = *link;
777                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
778                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
779                         link = &parent->rb_left;
780                 else {
781                         link = &parent->rb_right;
782                         leftmost = 0;
783                 }
784         }
785
786         if (leftmost)
787                 dl_rq->rb_leftmost = &dl_se->rb_node;
788
789         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
790         rb_insert_color(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
791
792         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
793 }
794
795 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
796 {
797         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
798
799         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
800                 return;
801
802         if (dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node) {
803                 struct rb_node *next_node;
804
805                 next_node = rb_next(&dl_se->rb_node);
806                 dl_rq->rb_leftmost = next_node;
807         }
808
809         rb_erase(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
810         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
811
812         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
813 }
814
815 static void
816 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
817                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
818 {
819         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
820
821         /*
822          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
823          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
824          * we want a replenishment of its runtime.
825          */
826         if (!dl_se->dl_new && flags & ENQUEUE_REPLENISH)
827                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
828         else
829                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
830
831         __enqueue_dl_entity(dl_se);
832 }
833
834 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
835 {
836         __dequeue_dl_entity(dl_se);
837 }
838
839 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
840 {
841         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
842         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
843
844         /*
845          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter
846          * task if we have one and its (relative) deadline is
847          * smaller than our one... OTW we keep our runtime and
848          * deadline.
849          */
850         if (pi_task && p->dl.dl_boosted && dl_prio(pi_task->normal_prio)) {
851                 pi_se = &pi_task->dl;
852         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
853                 /*
854                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
855                  * that is going to be deboosted, but exceedes its
856                  * runtime while doing so. No point in replenishing
857                  * it, as it's going to return back to its original
858                  * scheduling class after this.
859                  */
860                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
861                 return;
862         }
863
864         /*
865          * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
866          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
867          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
868          * run yet) will take care of this.
869          */
870         if (p->dl.dl_throttled)
871                 return;
872
873         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
874
875         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
876                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
877 }
878
879 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
880 {
881         dequeue_dl_entity(&p->dl);
882         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
883 }
884
885 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
886 {
887         update_curr_dl(rq);
888         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
889 }
890
891 /*
892  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
893  *
894  *   get off from the CPU until our next instance, with
895  *   a new runtime. This is of little use now, since we
896  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
897  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
898  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
899  *   is available for other task instances to use it.
900  */
901 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
902 {
903         struct task_struct *p = rq->curr;
904
905         /*
906          * We make the task go to sleep until its current deadline by
907          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
908          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
909          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
910          */
911         if (p->dl.runtime > 0) {
912                 rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
913                 p->dl.runtime = 0;
914         }
915         update_curr_dl(rq);
916 }
917
918 #ifdef CONFIG_SMP
919
920 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
921
922 static int
923 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
924 {
925         struct task_struct *curr;
926         struct rq *rq;
927
928         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE && sd_flag != SD_BALANCE_FORK)
929                 goto out;
930
931         rq = cpu_rq(cpu);
932
933         rcu_read_lock();
934         curr = ACCESS_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
935
936         /*
937          * If we are dealing with a -deadline task, we must
938          * decide where to wake it up.
939          * If it has a later deadline and the current task
940          * on this rq can't move (provided the waking task
941          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
942          * other hand, if it has a shorter deadline, we
943          * try to make it stay here, it might be important.
944          */
945         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
946             (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
947              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
948             (p->nr_cpus_allowed > 1)) {
949                 int target = find_later_rq(p);
950
951                 if (target != -1)
952                         cpu = target;
953         }
954         rcu_read_unlock();
955
956 out:
957         return cpu;
958 }
959
960 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
961 {
962         /*
963          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
964          * let's hope p can move out.
965          */
966         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
967             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
968                 return;
969
970         /*
971          * p is migratable, so let's not schedule it and
972          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
973          */
974         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
975             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
976                 return;
977
978         resched_curr(rq);
979 }
980
981 static int pull_dl_task(struct rq *this_rq);
982
983 #endif /* CONFIG_SMP */
984
985 /*
986  * Only called when both the current and waking task are -deadline
987  * tasks.
988  */
989 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
990                                   int flags)
991 {
992         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
993                 resched_curr(rq);
994                 return;
995         }
996
997 #ifdef CONFIG_SMP
998         /*
999          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1000          * let us try to decide what's the best thing to do...
1001          */
1002         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1003             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1004                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1005 #endif /* CONFIG_SMP */
1006 }
1007
1008 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1009 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1010 {
1011         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1012 }
1013 #endif
1014
1015 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1016                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1017 {
1018         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1019
1020         if (!left)
1021                 return NULL;
1022
1023         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1024 }
1025
1026 struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1027 {
1028         struct sched_dl_entity *dl_se;
1029         struct task_struct *p;
1030         struct dl_rq *dl_rq;
1031
1032         dl_rq = &rq->dl;
1033
1034         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1035                 pull_dl_task(rq);
1036                 /*
1037                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1038                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1039                  * re-start task selection.
1040                  */
1041                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1042                         return RETRY_TASK;
1043         }
1044
1045         /*
1046          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1047          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1048          */
1049         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1050                 update_curr_dl(rq);
1051
1052         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1053                 return NULL;
1054
1055         put_prev_task(rq, prev);
1056
1057         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1058         BUG_ON(!dl_se);
1059
1060         p = dl_task_of(dl_se);
1061         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1062
1063         /* Running task will never be pushed. */
1064        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1065
1066 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1067         if (hrtick_enabled(rq))
1068                 start_hrtick_dl(rq, p);
1069 #endif
1070
1071         set_post_schedule(rq);
1072
1073         return p;
1074 }
1075
1076 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1077 {
1078         update_curr_dl(rq);
1079
1080         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1081                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1082 }
1083
1084 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1085 {
1086         update_curr_dl(rq);
1087
1088 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1089         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0)
1090                 start_hrtick_dl(rq, p);
1091 #endif
1092 }
1093
1094 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1095 {
1096         /*
1097          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1098          * sched_fork()
1099          */
1100 }
1101
1102 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1103 {
1104         struct hrtimer *timer = &p->dl.dl_timer;
1105         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1106
1107         /*
1108          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1109          */
1110         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1111         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1112         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1113
1114         hrtimer_cancel(timer);
1115 }
1116
1117 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1118 {
1119         struct task_struct *p = rq->curr;
1120
1121         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1122
1123         /* You can't push away the running task */
1124         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1125 }
1126
1127 #ifdef CONFIG_SMP
1128
1129 /* Only try algorithms three times */
1130 #define DL_MAX_TRIES 3
1131
1132 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1133 {
1134         if (!task_running(rq, p) &&
1135             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1136                 return 1;
1137         return 0;
1138 }
1139
1140 /* Returns the second earliest -deadline task, NULL otherwise */
1141 static struct task_struct *pick_next_earliest_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1142 {
1143         struct rb_node *next_node = rq->dl.rb_leftmost;
1144         struct sched_dl_entity *dl_se;
1145         struct task_struct *p = NULL;
1146
1147 next_node:
1148         next_node = rb_next(next_node);
1149         if (next_node) {
1150                 dl_se = rb_entry(next_node, struct sched_dl_entity, rb_node);
1151                 p = dl_task_of(dl_se);
1152
1153                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1154                         return p;
1155
1156                 goto next_node;
1157         }
1158
1159         return NULL;
1160 }
1161
1162 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1163
1164 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1165 {
1166         struct sched_domain *sd;
1167         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1168         int this_cpu = smp_processor_id();
1169         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1170
1171         /* Make sure the mask is initialized first */
1172         if (unlikely(!later_mask))
1173                 return -1;
1174
1175         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1176                 return -1;
1177
1178         /*
1179          * We have to consider system topology and task affinity
1180          * first, then we can look for a suitable cpu.
1181          */
1182         cpumask_copy(later_mask, task_rq(task)->rd->span);
1183         cpumask_and(later_mask, later_mask, cpu_active_mask);
1184         cpumask_and(later_mask, later_mask, &task->cpus_allowed);
1185         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1186                         task, later_mask);
1187         if (best_cpu == -1)
1188                 return -1;
1189
1190         /*
1191          * If we are here, some target has been found,
1192          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1193          * This is, among the runqueues where the current tasks
1194          * have later deadlines than the task's one, the rq
1195          * with the latest possible one.
1196          *
1197          * Now we check how well this matches with task's
1198          * affinity and system topology.
1199          *
1200          * The last cpu where the task run is our first
1201          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1202          */
1203         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1204                 return cpu;
1205         /*
1206          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1207          * not in the mask) or not.
1208          */
1209         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1210                 this_cpu = -1;
1211
1212         rcu_read_lock();
1213         for_each_domain(cpu, sd) {
1214                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1215
1216                         /*
1217                          * If possible, preempting this_cpu is
1218                          * cheaper than migrating.
1219                          */
1220                         if (this_cpu != -1 &&
1221                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1222                                 rcu_read_unlock();
1223                                 return this_cpu;
1224                         }
1225
1226                         /*
1227                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1228                          * in the mask, that becomes our choice.
1229                          */
1230                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1231                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1232                                 rcu_read_unlock();
1233                                 return best_cpu;
1234                         }
1235                 }
1236         }
1237         rcu_read_unlock();
1238
1239         /*
1240          * At this point, all our guesses failed, we just return
1241          * 'something', and let the caller sort the things out.
1242          */
1243         if (this_cpu != -1)
1244                 return this_cpu;
1245
1246         cpu = cpumask_any(later_mask);
1247         if (cpu < nr_cpu_ids)
1248                 return cpu;
1249
1250         return -1;
1251 }
1252
1253 /* Locks the rq it finds */
1254 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1255 {
1256         struct rq *later_rq = NULL;
1257         int tries;
1258         int cpu;
1259
1260         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1261                 cpu = find_later_rq(task);
1262
1263                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1264                         break;
1265
1266                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1267
1268                 /* Retry if something changed. */
1269                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1270                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1271                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1272                                                        &task->cpus_allowed) ||
1273                                      task_running(rq, task) ||
1274                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1275                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1276                                 later_rq = NULL;
1277                                 break;
1278                         }
1279                 }
1280
1281                 /*
1282                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1283                  * its earliest one has a later deadline than our
1284                  * task, the rq is a good one.
1285                  */
1286                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1287                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1288                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1289                         break;
1290
1291                 /* Otherwise we try again. */
1292                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1293                 later_rq = NULL;
1294         }
1295
1296         return later_rq;
1297 }
1298
1299 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1300 {
1301         struct task_struct *p;
1302
1303         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1304                 return NULL;
1305
1306         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1307                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1308
1309         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1310         BUG_ON(task_current(rq, p));
1311         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
1312
1313         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1314         BUG_ON(!dl_task(p));
1315
1316         return p;
1317 }
1318
1319 /*
1320  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1321  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1322  * and start executing.
1323  */
1324 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1325 {
1326         struct task_struct *next_task;
1327         struct rq *later_rq;
1328
1329         if (!rq->dl.overloaded)
1330                 return 0;
1331
1332         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1333         if (!next_task)
1334                 return 0;
1335
1336 retry:
1337         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1338                 WARN_ON(1);
1339                 return 0;
1340         }
1341
1342         /*
1343          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1344          * can move away, it makes sense to just reschedule
1345          * without going further in pushing next_task.
1346          */
1347         if (dl_task(rq->curr) &&
1348             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1349             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
1350                 resched_curr(rq);
1351                 return 0;
1352         }
1353
1354         /* We might release rq lock */
1355         get_task_struct(next_task);
1356
1357         /* Will lock the rq it'll find */
1358         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1359         if (!later_rq) {
1360                 struct task_struct *task;
1361
1362                 /*
1363                  * We must check all this again, since
1364                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1365                  * then possible that next_task has migrated.
1366                  */
1367                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1368                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1369                         /*
1370                          * The task is still there. We don't try
1371                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1372                          */
1373                         dequeue_pushable_dl_task(rq, next_task);
1374                         goto out;
1375                 }
1376
1377                 if (!task)
1378                         /* No more tasks */
1379                         goto out;
1380
1381                 put_task_struct(next_task);
1382                 next_task = task;
1383                 goto retry;
1384         }
1385
1386         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1387         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1388         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1389
1390         resched_curr(later_rq);
1391
1392         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1393
1394 out:
1395         put_task_struct(next_task);
1396
1397         return 1;
1398 }
1399
1400 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1401 {
1402         /* Terminates as it moves a -deadline task */
1403         while (push_dl_task(rq))
1404                 ;
1405 }
1406
1407 static int pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1408 {
1409         int this_cpu = this_rq->cpu, ret = 0, cpu;
1410         struct task_struct *p;
1411         struct rq *src_rq;
1412         u64 dmin = LONG_MAX;
1413
1414         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1415                 return 0;
1416
1417         /*
1418          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1419          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1420          */
1421         smp_rmb();
1422
1423         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1424                 if (this_cpu == cpu)
1425                         continue;
1426
1427                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1428
1429                 /*
1430                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1431                  * we are fine with this.
1432                  */
1433                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1434                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1435                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1436                         continue;
1437
1438                 /* Might drop this_rq->lock */
1439                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1440
1441                 /*
1442                  * If there are no more pullable tasks on the
1443                  * rq, we're done with it.
1444                  */
1445                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1446                         goto skip;
1447
1448                 p = pick_next_earliest_dl_task(src_rq, this_cpu);
1449
1450                 /*
1451                  * We found a task to be pulled if:
1452                  *  - it preempts our current (if there's one),
1453                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1454                  */
1455                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1456                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1457                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1458                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1459                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1460                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1461
1462                         /*
1463                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1464                          * deadline than the current task of its runqueue.
1465                          */
1466                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1467                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1468                                 goto skip;
1469
1470                         ret = 1;
1471
1472                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1473                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1474                         activate_task(this_rq, p, 0);
1475                         dmin = p->dl.deadline;
1476
1477                         /* Is there any other task even earlier? */
1478                 }
1479 skip:
1480                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1481         }
1482
1483         return ret;
1484 }
1485
1486 static void post_schedule_dl(struct rq *rq)
1487 {
1488         push_dl_tasks(rq);
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1493  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1494  */
1495 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1496 {
1497         if (!task_running(rq, p) &&
1498             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1499             has_pushable_dl_tasks(rq) &&
1500             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
1501             dl_task(rq->curr) &&
1502             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1503              dl_entity_preempt(&rq->curr->dl, &p->dl))) {
1504                 push_dl_tasks(rq);
1505         }
1506 }
1507
1508 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1509                                 const struct cpumask *new_mask)
1510 {
1511         struct rq *rq;
1512         int weight;
1513
1514         BUG_ON(!dl_task(p));
1515
1516         /*
1517          * Update only if the task is actually running (i.e.,
1518          * it is on the rq AND it is not throttled).
1519          */
1520         if (!on_dl_rq(&p->dl))
1521                 return;
1522
1523         weight = cpumask_weight(new_mask);
1524
1525         /*
1526          * Only update if the process changes its state from whether it
1527          * can migrate or not.
1528          */
1529         if ((p->nr_cpus_allowed > 1) == (weight > 1))
1530                 return;
1531
1532         rq = task_rq(p);
1533
1534         /*
1535          * The process used to be able to migrate OR it can now migrate
1536          */
1537         if (weight <= 1) {
1538                 if (!task_current(rq, p))
1539                         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1540                 BUG_ON(!rq->dl.dl_nr_migratory);
1541                 rq->dl.dl_nr_migratory--;
1542         } else {
1543                 if (!task_current(rq, p))
1544                         enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1545                 rq->dl.dl_nr_migratory++;
1546         }
1547
1548         update_dl_migration(&rq->dl);
1549 }
1550
1551 /* Assumes rq->lock is held */
1552 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1553 {
1554         if (rq->dl.overloaded)
1555                 dl_set_overload(rq);
1556
1557         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1558                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr, 1);
1559 }
1560
1561 /* Assumes rq->lock is held */
1562 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1563 {
1564         if (rq->dl.overloaded)
1565                 dl_clear_overload(rq);
1566
1567         cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
1568 }
1569
1570 void init_sched_dl_class(void)
1571 {
1572         unsigned int i;
1573
1574         for_each_possible_cpu(i)
1575                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1576                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1577 }
1578
1579 #endif /* CONFIG_SMP */
1580
1581 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1582 {
1583         if (hrtimer_active(&p->dl.dl_timer) && !dl_policy(p->policy))
1584                 hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.dl_timer);
1585
1586         __dl_clear_params(p);
1587
1588 #ifdef CONFIG_SMP
1589         /*
1590          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1591          * this is the right place to try to pull some other one
1592          * from an overloaded cpu, if any.
1593          */
1594         if (!rq->dl.dl_nr_running)
1595                 pull_dl_task(rq);
1596 #endif
1597 }
1598
1599 /*
1600  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1601  * we try to push someone off, if possible.
1602  */
1603 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1604 {
1605         int check_resched = 1;
1606
1607         /*
1608          * If p is throttled, don't consider the possibility
1609          * of preempting rq->curr, the check will be done right
1610          * after its runtime will get replenished.
1611          */
1612         if (unlikely(p->dl.dl_throttled))
1613                 return;
1614
1615         if (task_on_rq_queued(p) && rq->curr != p) {
1616 #ifdef CONFIG_SMP
1617                 if (rq->dl.overloaded && push_dl_task(rq) && rq != task_rq(p))
1618                         /* Only reschedule if pushing failed */
1619                         check_resched = 0;
1620 #endif /* CONFIG_SMP */
1621                 if (check_resched && task_has_dl_policy(rq->curr))
1622                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1623         }
1624 }
1625
1626 /*
1627  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
1628  * a push or pull operation might be needed.
1629  */
1630 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1631                             int oldprio)
1632 {
1633         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
1634 #ifdef CONFIG_SMP
1635                 /*
1636                  * This might be too much, but unfortunately
1637                  * we don't have the old deadline value, and
1638                  * we can't argue if the task is increasing
1639                  * or lowering its prio, so...
1640                  */
1641                 if (!rq->dl.overloaded)
1642                         pull_dl_task(rq);
1643
1644                 /*
1645                  * If we now have a earlier deadline task than p,
1646                  * then reschedule, provided p is still on this
1647                  * runqueue.
1648                  */
1649                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline) &&
1650                     rq->curr == p)
1651                         resched_curr(rq);
1652 #else
1653                 /*
1654                  * Again, we don't know if p has a earlier
1655                  * or later deadline, so let's blindly set a
1656                  * (maybe not needed) rescheduling point.
1657                  */
1658                 resched_curr(rq);
1659 #endif /* CONFIG_SMP */
1660         } else
1661                 switched_to_dl(rq, p);
1662 }
1663
1664 const struct sched_class dl_sched_class = {
1665         .next                   = &rt_sched_class,
1666         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1667         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1668         .yield_task             = yield_task_dl,
1669
1670         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1671
1672         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1673         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1674
1675 #ifdef CONFIG_SMP
1676         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1677         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1678         .rq_online              = rq_online_dl,
1679         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1680         .post_schedule          = post_schedule_dl,
1681         .task_woken             = task_woken_dl,
1682 #endif
1683
1684         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1685         .task_tick              = task_tick_dl,
1686         .task_fork              = task_fork_dl,
1687         .task_dead              = task_dead_dl,
1688
1689         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1690         .switched_from          = switched_from_dl,
1691         .switched_to            = switched_to_dl,
1692 };