locking/atomics: Flip atomic_fetch_or() arguments
[linux-2.6-block.git] / kernel / sched / deadline.c
1 /*
2  * Deadline Scheduling Class (SCHED_DEADLINE)
3  *
4  * Earliest Deadline First (EDF) + Constant Bandwidth Server (CBS).
5  *
6  * Tasks that periodically executes their instances for less than their
7  * runtime won't miss any of their deadlines.
8  * Tasks that are not periodic or sporadic or that tries to execute more
9  * than their reserved bandwidth will be slowed down (and may potentially
10  * miss some of their deadlines), and won't affect any other task.
11  *
12  * Copyright (C) 2012 Dario Faggioli <raistlin@linux.it>,
13  *                    Juri Lelli <juri.lelli@gmail.com>,
14  *                    Michael Trimarchi <michael@amarulasolutions.com>,
15  *                    Fabio Checconi <fchecconi@gmail.com>
16  */
17 #include "sched.h"
18
19 #include <linux/slab.h>
20
21 struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
22
23 static inline struct task_struct *dl_task_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
24 {
25         return container_of(dl_se, struct task_struct, dl);
26 }
27
28 static inline struct rq *rq_of_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
29 {
30         return container_of(dl_rq, struct rq, dl);
31 }
32
33 static inline struct dl_rq *dl_rq_of_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
34 {
35         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
36         struct rq *rq = task_rq(p);
37
38         return &rq->dl;
39 }
40
41 static inline int on_dl_rq(struct sched_dl_entity *dl_se)
42 {
43         return !RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node);
44 }
45
46 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
47 {
48         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
49
50         return dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
51 }
52
53 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
54 {
55         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
56         dl_b->dl_period = period;
57         dl_b->dl_runtime = runtime;
58 }
59
60 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
61 {
62         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
63         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
64         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
65                 dl_b->bw = -1;
66         else
67                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
68         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
69         dl_b->total_bw = 0;
70 }
71
72 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
73 {
74         dl_rq->rb_root = RB_ROOT;
75
76 #ifdef CONFIG_SMP
77         /* zero means no -deadline tasks */
78         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
79
80         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
81         dl_rq->overloaded = 0;
82         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT;
83 #else
84         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
85 #endif
86 }
87
88 #ifdef CONFIG_SMP
89
90 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
91 {
92         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
93 }
94
95 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
96 {
97         if (!rq->online)
98                 return;
99
100         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
101         /*
102          * Must be visible before the overload count is
103          * set (as in sched_rt.c).
104          *
105          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
106          */
107         smp_wmb();
108         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
109 }
110
111 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
112 {
113         if (!rq->online)
114                 return;
115
116         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
117         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
118 }
119
120 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
121 {
122         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
123                 if (!dl_rq->overloaded) {
124                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
125                         dl_rq->overloaded = 1;
126                 }
127         } else if (dl_rq->overloaded) {
128                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
129                 dl_rq->overloaded = 0;
130         }
131 }
132
133 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
134 {
135         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
136
137         if (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                 dl_rq->earliest_dl.next = p->dl.deadline;
182         }
183
184         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
185         rb_insert_color(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
186 }
187
188 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
189 {
190         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
191
192         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
193                 return;
194
195         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
196                 struct rb_node *next_node;
197
198                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
199                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = next_node;
200                 if (next_node) {
201                         dl_rq->earliest_dl.next = rb_entry(next_node,
202                                 struct task_struct, pushable_dl_tasks)->dl.deadline;
203                 }
204         }
205
206         rb_erase(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
207         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
208 }
209
210 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
211 {
212         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root);
213 }
214
215 static int push_dl_task(struct rq *rq);
216
217 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
218 {
219         return dl_task(prev);
220 }
221
222 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
223 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
224
225 static void push_dl_tasks(struct rq *);
226 static void pull_dl_task(struct rq *);
227
228 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
229 {
230         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
231                 return;
232
233         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
234 }
235
236 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
237 {
238         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
239 }
240
241 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
242
243 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
244 {
245         struct rq *later_rq = NULL;
246         bool fallback = false;
247
248         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
249
250         if (!later_rq) {
251                 int cpu;
252
253                 /*
254                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
255                  * online cpu.
256                  */
257                 fallback = true;
258                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, tsk_cpus_allowed(p));
259                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
260                         /*
261                          * Fail to find any suitable cpu.
262                          * The task will never come back!
263                          */
264                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
265
266                         /*
267                          * If admission control is disabled we
268                          * try a little harder to let the task
269                          * run.
270                          */
271                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
272                 }
273                 later_rq = cpu_rq(cpu);
274                 double_lock_balance(rq, later_rq);
275         }
276
277         /*
278          * By now the task is replenished and enqueued; migrate it.
279          */
280         deactivate_task(rq, p, 0);
281         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
282         activate_task(later_rq, p, 0);
283
284         if (!fallback)
285                 resched_curr(later_rq);
286
287         double_unlock_balance(later_rq, rq);
288
289         return later_rq;
290 }
291
292 #else
293
294 static inline
295 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
296 {
297 }
298
299 static inline
300 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
301 {
302 }
303
304 static inline
305 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
306 {
307 }
308
309 static inline
310 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
311 {
312 }
313
314 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
315 {
316         return false;
317 }
318
319 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
320 {
321 }
322
323 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
324 {
325 }
326
327 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
328 {
329 }
330 #endif /* CONFIG_SMP */
331
332 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
333 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
334 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
335                                   int flags);
336
337 /*
338  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
339  * and this means that:
340  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
341  *    current time + relative deadline;
342  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
343  *
344  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
345  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
346  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
347  * parameters.
348  */
349 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
350                                        struct sched_dl_entity *pi_se)
351 {
352         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
353         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
354
355         WARN_ON(dl_time_before(rq_clock(rq), dl_se->deadline));
356
357         /*
358          * We are racing with the deadline timer. So, do nothing because
359          * the deadline timer handler will take care of properly recharging
360          * the runtime and postponing the deadline
361          */
362         if (dl_se->dl_throttled)
363                 return;
364
365         /*
366          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
367          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
368          * spent on hardirq context, etc.).
369          */
370         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
371         dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
372 }
373
374 /*
375  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
376  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
377  * exhausting its runtime.
378  *
379  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
380  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
381  * other entities.
382  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
383  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
384  *
385  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
386  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
387  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
388  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
389  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
390  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
391  */
392 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
393                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
394 {
395         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
396         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
397
398         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
399
400         /*
401          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
402          * Just go with full inherited parameters.
403          */
404         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
405                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
406                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
407         }
408
409         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
410                 dl_se->runtime = 0;
411
412         /*
413          * We keep moving the deadline away until we get some
414          * available runtime for the entity. This ensures correct
415          * handling of situations where the runtime overrun is
416          * arbitrary large.
417          */
418         while (dl_se->runtime <= 0) {
419                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
420                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
421         }
422
423         /*
424          * At this point, the deadline really should be "in
425          * the future" with respect to rq->clock. If it's
426          * not, we are, for some reason, lagging too much!
427          * Anyway, after having warn userspace abut that,
428          * we still try to keep the things running by
429          * resetting the deadline and the budget of the
430          * entity.
431          */
432         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
433                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
434                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
435                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
436         }
437
438         if (dl_se->dl_yielded)
439                 dl_se->dl_yielded = 0;
440         if (dl_se->dl_throttled)
441                 dl_se->dl_throttled = 0;
442 }
443
444 /*
445  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
446  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
447  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
448  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
449  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
450  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
451  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
452  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
453  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
454  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
455  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
456  * Documentation/scheduler/sched-deadline.txt for more informations).
457  *
458  * This function returns true if:
459  *
460  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_period ,
461  *
462  * IOW we can't recycle current parameters.
463  *
464  * Notice that the bandwidth check is done against the period. For
465  * task with deadline equal to period this is the same of using
466  * dl_deadline instead of dl_period in the equation above.
467  */
468 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
469                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
470 {
471         u64 left, right;
472
473         /*
474          * left and right are the two sides of the equation above,
475          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
476          * of divisions.
477          *
478          * Note that none of the time values involved in the two
479          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
480          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
481          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
482          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
483          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
484          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
485          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
486          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
487          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
488          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
489          * (but still we want to give the user that illusion >;).
490          */
491         left = (pi_se->dl_period >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
492         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
493                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
494
495         return dl_time_before(right, left);
496 }
497
498 /*
499  * When a -deadline entity is queued back on the runqueue, its runtime and
500  * deadline might need updating.
501  *
502  * The policy here is that we update the deadline of the entity only if:
503  *  - the current deadline is in the past,
504  *  - using the remaining runtime with the current deadline would make
505  *    the entity exceed its bandwidth.
506  */
507 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
508                              struct sched_dl_entity *pi_se)
509 {
510         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
511         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
512
513         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
514             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
515                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
516                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
517         }
518 }
519
520 /*
521  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
522  * while waiting for some new execution time to become available, we
523  * set the bandwidth enforcement timer to the replenishment instant
524  * and try to activate it.
525  *
526  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
527  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
528  * the future or in the past).
529  */
530 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
531 {
532         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
533         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
534         struct rq *rq = task_rq(p);
535         ktime_t now, act;
536         s64 delta;
537
538         lockdep_assert_held(&rq->lock);
539
540         /*
541          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
542          * that it is actually coming from rq->clock and not from
543          * hrtimer's time base reading.
544          */
545         act = ns_to_ktime(dl_se->deadline);
546         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
547         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
548         act = ktime_add_ns(act, delta);
549
550         /*
551          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
552          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
553          * start the timer in the past!
554          */
555         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
556                 return 0;
557
558         /*
559          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
560          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
561          *
562          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
563          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
564          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
565          * and observe our state.
566          */
567         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
568                 get_task_struct(p);
569                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS);
570         }
571
572         return 1;
573 }
574
575 /*
576  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
577  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
578  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
579  *
580  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
581  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
582  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
583  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
584  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
585  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
586  * next call to enqueue_task_dl().
587  */
588 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
589 {
590         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
591                                                      struct sched_dl_entity,
592                                                      dl_timer);
593         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
594         unsigned long flags;
595         struct rq *rq;
596
597         rq = task_rq_lock(p, &flags);
598
599         /*
600          * The task might have changed its scheduling policy to something
601          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_fromd_dl()).
602          */
603         if (!dl_task(p)) {
604                 __dl_clear_params(p);
605                 goto unlock;
606         }
607
608         /*
609          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
610          * boosting/deboosting path, its not throttled.
611          */
612         if (dl_se->dl_boosted)
613                 goto unlock;
614
615         /*
616          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
617          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
618          */
619         if (!dl_se->dl_throttled)
620                 goto unlock;
621
622         sched_clock_tick();
623         update_rq_clock(rq);
624
625         /*
626          * If the throttle happened during sched-out; like:
627          *
628          *   schedule()
629          *     deactivate_task()
630          *       dequeue_task_dl()
631          *         update_curr_dl()
632          *           start_dl_timer()
633          *         __dequeue_task_dl()
634          *     prev->on_rq = 0;
635          *
636          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
637          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
638          */
639         if (!task_on_rq_queued(p)) {
640                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
641                 goto unlock;
642         }
643
644         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
645         if (dl_task(rq->curr))
646                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
647         else
648                 resched_curr(rq);
649
650 #ifdef CONFIG_SMP
651         /*
652          * Perform balancing operations here; after the replenishments.  We
653          * cannot drop rq->lock before this, otherwise the assertion in
654          * start_dl_timer() about not missing updates is not true.
655          *
656          * If we find that the rq the task was on is no longer available, we
657          * need to select a new rq.
658          *
659          * XXX figure out if select_task_rq_dl() deals with offline cpus.
660          */
661         if (unlikely(!rq->online))
662                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
663
664         /*
665          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
666          * to kick someone away.
667          */
668         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
669                 /*
670                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
671                  * rq->lock.
672                  */
673                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
674                 push_dl_task(rq);
675                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
676         }
677 #endif
678
679 unlock:
680         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
681
682         /*
683          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
684          * anything related to that after this.
685          */
686         put_task_struct(p);
687
688         return HRTIMER_NORESTART;
689 }
690
691 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
692 {
693         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
694
695         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
696         timer->function = dl_task_timer;
697 }
698
699 static
700 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
701 {
702         return (dl_se->runtime <= 0);
703 }
704
705 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
706
707 /*
708  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
709  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
710  */
711 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
712 {
713         struct task_struct *curr = rq->curr;
714         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
715         u64 delta_exec;
716
717         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
718                 return;
719
720         /* Kick cpufreq (see the comment in linux/cpufreq.h). */
721         if (cpu_of(rq) == smp_processor_id())
722                 cpufreq_trigger_update(rq_clock(rq));
723
724         /*
725          * Consumed budget is computed considering the time as
726          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
727          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
728          * computed using hard walltime. This seems to be the more
729          * natural solution, but the full ramifications of this
730          * approach need further study.
731          */
732         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
733         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
734                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
735                         goto throttle;
736                 return;
737         }
738
739         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
740                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
741
742         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
743         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
744
745         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
746         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
747
748         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
749
750         dl_se->runtime -= delta_exec;
751
752 throttle:
753         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
754                 dl_se->dl_throttled = 1;
755                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
756                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(curr)))
757                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
758
759                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
760                         resched_curr(rq);
761         }
762
763         /*
764          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
765          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
766          * would be able to exceed the shared quota.
767          *
768          * Account to the root rt group for now.
769          *
770          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
771          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
772          * out before that can happen.
773          */
774         if (rt_bandwidth_enabled()) {
775                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
776
777                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
778                 /*
779                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
780                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
781                  * bandwidth is relevant.
782                  */
783                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
784                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
785                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
786         }
787 }
788
789 #ifdef CONFIG_SMP
790
791 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
792 {
793         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
794
795         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
796             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
797                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
798                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline, 1);
799         }
800 }
801
802 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
803 {
804         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
805
806         /*
807          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
808          * task we must recompute them.
809          */
810         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
811                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
812                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
813                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
814         } else {
815                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->rb_leftmost;
816                 struct sched_dl_entity *entry;
817
818                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
819                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
820                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline, 1);
821         }
822 }
823
824 #else
825
826 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
827 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
828
829 #endif /* CONFIG_SMP */
830
831 static inline
832 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
833 {
834         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
835         u64 deadline = dl_se->deadline;
836
837         WARN_ON(!dl_prio(prio));
838         dl_rq->dl_nr_running++;
839         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
840
841         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
842         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
843 }
844
845 static inline
846 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
847 {
848         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
849
850         WARN_ON(!dl_prio(prio));
851         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
852         dl_rq->dl_nr_running--;
853         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
854
855         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
856         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
857 }
858
859 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
860 {
861         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
862         struct rb_node **link = &dl_rq->rb_root.rb_node;
863         struct rb_node *parent = NULL;
864         struct sched_dl_entity *entry;
865         int leftmost = 1;
866
867         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
868
869         while (*link) {
870                 parent = *link;
871                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
872                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
873                         link = &parent->rb_left;
874                 else {
875                         link = &parent->rb_right;
876                         leftmost = 0;
877                 }
878         }
879
880         if (leftmost)
881                 dl_rq->rb_leftmost = &dl_se->rb_node;
882
883         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
884         rb_insert_color(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
885
886         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
887 }
888
889 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
890 {
891         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
892
893         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
894                 return;
895
896         if (dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node) {
897                 struct rb_node *next_node;
898
899                 next_node = rb_next(&dl_se->rb_node);
900                 dl_rq->rb_leftmost = next_node;
901         }
902
903         rb_erase(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
904         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
905
906         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
907 }
908
909 static void
910 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
911                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
912 {
913         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
914
915         /*
916          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
917          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
918          * we want a replenishment of its runtime.
919          */
920         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
921                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
922         else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH)
923                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
924
925         __enqueue_dl_entity(dl_se);
926 }
927
928 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
929 {
930         __dequeue_dl_entity(dl_se);
931 }
932
933 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
934 {
935         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
936         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
937
938         /*
939          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter
940          * task if we have one and its (absolute) deadline is
941          * smaller than our one... OTW we keep our runtime and
942          * deadline.
943          */
944         if (pi_task && p->dl.dl_boosted && dl_prio(pi_task->normal_prio)) {
945                 pi_se = &pi_task->dl;
946         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
947                 /*
948                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
949                  * that is going to be deboosted, but exceedes its
950                  * runtime while doing so. No point in replenishing
951                  * it, as it's going to return back to its original
952                  * scheduling class after this.
953                  */
954                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
955                 return;
956         }
957
958         /*
959          * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
960          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
961          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
962          * run yet) will take care of this.
963          */
964         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH))
965                 return;
966
967         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
968
969         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
970                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
971 }
972
973 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
974 {
975         dequeue_dl_entity(&p->dl);
976         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
977 }
978
979 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
980 {
981         update_curr_dl(rq);
982         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
983 }
984
985 /*
986  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
987  *
988  *   get off from the CPU until our next instance, with
989  *   a new runtime. This is of little use now, since we
990  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
991  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
992  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
993  *   is available for other task instances to use it.
994  */
995 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
996 {
997         /*
998          * We make the task go to sleep until its current deadline by
999          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1000          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1001          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1002          */
1003         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1004
1005         update_rq_clock(rq);
1006         update_curr_dl(rq);
1007         /*
1008          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1009          * so we don't do microscopic update in schedule()
1010          * and double the fastpath cost.
1011          */
1012         rq_clock_skip_update(rq, true);
1013 }
1014
1015 #ifdef CONFIG_SMP
1016
1017 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1018
1019 static int
1020 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1021 {
1022         struct task_struct *curr;
1023         struct rq *rq;
1024
1025         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1026                 goto out;
1027
1028         rq = cpu_rq(cpu);
1029
1030         rcu_read_lock();
1031         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1032
1033         /*
1034          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1035          * decide where to wake it up.
1036          * If it has a later deadline and the current task
1037          * on this rq can't move (provided the waking task
1038          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1039          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1040          * try to make it stay here, it might be important.
1041          */
1042         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1043             (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1044              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1045             (p->nr_cpus_allowed > 1)) {
1046                 int target = find_later_rq(p);
1047
1048                 if (target != -1 &&
1049                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1050                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1051                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1052                         cpu = target;
1053         }
1054         rcu_read_unlock();
1055
1056 out:
1057         return cpu;
1058 }
1059
1060 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1061 {
1062         /*
1063          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1064          * let's hope p can move out.
1065          */
1066         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1067             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
1068                 return;
1069
1070         /*
1071          * p is migratable, so let's not schedule it and
1072          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1073          */
1074         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1075             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
1076                 return;
1077
1078         resched_curr(rq);
1079 }
1080
1081 #endif /* CONFIG_SMP */
1082
1083 /*
1084  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1085  * tasks.
1086  */
1087 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1088                                   int flags)
1089 {
1090         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1091                 resched_curr(rq);
1092                 return;
1093         }
1094
1095 #ifdef CONFIG_SMP
1096         /*
1097          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1098          * let us try to decide what's the best thing to do...
1099          */
1100         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1101             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1102                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1103 #endif /* CONFIG_SMP */
1104 }
1105
1106 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1107 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1108 {
1109         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1110 }
1111 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1112 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1113 {
1114 }
1115 #endif
1116
1117 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1118                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1119 {
1120         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1121
1122         if (!left)
1123                 return NULL;
1124
1125         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1126 }
1127
1128 struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1129 {
1130         struct sched_dl_entity *dl_se;
1131         struct task_struct *p;
1132         struct dl_rq *dl_rq;
1133
1134         dl_rq = &rq->dl;
1135
1136         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1137                 /*
1138                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1139                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1140                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we're
1141                  * being very careful to re-start the picking loop.
1142                  */
1143                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1144                 pull_dl_task(rq);
1145                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1146                 /*
1147                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1148                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1149                  * re-start task selection.
1150                  */
1151                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1152                         return RETRY_TASK;
1153         }
1154
1155         /*
1156          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1157          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1158          */
1159         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1160                 update_curr_dl(rq);
1161
1162         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1163                 return NULL;
1164
1165         put_prev_task(rq, prev);
1166
1167         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1168         BUG_ON(!dl_se);
1169
1170         p = dl_task_of(dl_se);
1171         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1172
1173         /* Running task will never be pushed. */
1174        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1175
1176         if (hrtick_enabled(rq))
1177                 start_hrtick_dl(rq, p);
1178
1179         queue_push_tasks(rq);
1180
1181         return p;
1182 }
1183
1184 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1185 {
1186         update_curr_dl(rq);
1187
1188         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1189                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1190 }
1191
1192 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1193 {
1194         update_curr_dl(rq);
1195
1196         /*
1197          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1198          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1199          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1200          */
1201         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1202             is_leftmost(p, &rq->dl))
1203                 start_hrtick_dl(rq, p);
1204 }
1205
1206 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1207 {
1208         /*
1209          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1210          * sched_fork()
1211          */
1212 }
1213
1214 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1215 {
1216         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1217
1218         /*
1219          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1220          */
1221         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1222         /* XXX we should retain the bw until 0-lag */
1223         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1224         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1225 }
1226
1227 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1228 {
1229         struct task_struct *p = rq->curr;
1230
1231         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1232
1233         /* You can't push away the running task */
1234         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1235 }
1236
1237 #ifdef CONFIG_SMP
1238
1239 /* Only try algorithms three times */
1240 #define DL_MAX_TRIES 3
1241
1242 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1243 {
1244         if (!task_running(rq, p) &&
1245             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1246                 return 1;
1247         return 0;
1248 }
1249
1250 /*
1251  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1252  * on the CPU, NULL otherwise:
1253  */
1254 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1255 {
1256         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost;
1257         struct task_struct *p = NULL;
1258
1259         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1260                 return NULL;
1261
1262 next_node:
1263         if (next_node) {
1264                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1265
1266                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1267                         return p;
1268
1269                 next_node = rb_next(next_node);
1270                 goto next_node;
1271         }
1272
1273         return NULL;
1274 }
1275
1276 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1277
1278 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1279 {
1280         struct sched_domain *sd;
1281         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1282         int this_cpu = smp_processor_id();
1283         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1284
1285         /* Make sure the mask is initialized first */
1286         if (unlikely(!later_mask))
1287                 return -1;
1288
1289         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1290                 return -1;
1291
1292         /*
1293          * We have to consider system topology and task affinity
1294          * first, then we can look for a suitable cpu.
1295          */
1296         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1297                         task, later_mask);
1298         if (best_cpu == -1)
1299                 return -1;
1300
1301         /*
1302          * If we are here, some target has been found,
1303          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1304          * This is, among the runqueues where the current tasks
1305          * have later deadlines than the task's one, the rq
1306          * with the latest possible one.
1307          *
1308          * Now we check how well this matches with task's
1309          * affinity and system topology.
1310          *
1311          * The last cpu where the task run is our first
1312          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1313          */
1314         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1315                 return cpu;
1316         /*
1317          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1318          * not in the mask) or not.
1319          */
1320         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1321                 this_cpu = -1;
1322
1323         rcu_read_lock();
1324         for_each_domain(cpu, sd) {
1325                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1326
1327                         /*
1328                          * If possible, preempting this_cpu is
1329                          * cheaper than migrating.
1330                          */
1331                         if (this_cpu != -1 &&
1332                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1333                                 rcu_read_unlock();
1334                                 return this_cpu;
1335                         }
1336
1337                         /*
1338                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1339                          * in the mask, that becomes our choice.
1340                          */
1341                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1342                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1343                                 rcu_read_unlock();
1344                                 return best_cpu;
1345                         }
1346                 }
1347         }
1348         rcu_read_unlock();
1349
1350         /*
1351          * At this point, all our guesses failed, we just return
1352          * 'something', and let the caller sort the things out.
1353          */
1354         if (this_cpu != -1)
1355                 return this_cpu;
1356
1357         cpu = cpumask_any(later_mask);
1358         if (cpu < nr_cpu_ids)
1359                 return cpu;
1360
1361         return -1;
1362 }
1363
1364 /* Locks the rq it finds */
1365 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1366 {
1367         struct rq *later_rq = NULL;
1368         int tries;
1369         int cpu;
1370
1371         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1372                 cpu = find_later_rq(task);
1373
1374                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1375                         break;
1376
1377                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1378
1379                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
1380                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
1381                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
1382                         /*
1383                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
1384                          * retrying does not release any lock and is unlikely
1385                          * to yield a different result.
1386                          */
1387                         later_rq = NULL;
1388                         break;
1389                 }
1390
1391                 /* Retry if something changed. */
1392                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1393                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1394                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1395                                                        &task->cpus_allowed) ||
1396                                      task_running(rq, task) ||
1397                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1398                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1399                                 later_rq = NULL;
1400                                 break;
1401                         }
1402                 }
1403
1404                 /*
1405                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1406                  * its earliest one has a later deadline than our
1407                  * task, the rq is a good one.
1408                  */
1409                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1410                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1411                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1412                         break;
1413
1414                 /* Otherwise we try again. */
1415                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1416                 later_rq = NULL;
1417         }
1418
1419         return later_rq;
1420 }
1421
1422 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1423 {
1424         struct task_struct *p;
1425
1426         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1427                 return NULL;
1428
1429         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1430                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1431
1432         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1433         BUG_ON(task_current(rq, p));
1434         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
1435
1436         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1437         BUG_ON(!dl_task(p));
1438
1439         return p;
1440 }
1441
1442 /*
1443  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1444  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1445  * and start executing.
1446  */
1447 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1448 {
1449         struct task_struct *next_task;
1450         struct rq *later_rq;
1451         int ret = 0;
1452
1453         if (!rq->dl.overloaded)
1454                 return 0;
1455
1456         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1457         if (!next_task)
1458                 return 0;
1459
1460 retry:
1461         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1462                 WARN_ON(1);
1463                 return 0;
1464         }
1465
1466         /*
1467          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1468          * can move away, it makes sense to just reschedule
1469          * without going further in pushing next_task.
1470          */
1471         if (dl_task(rq->curr) &&
1472             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1473             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
1474                 resched_curr(rq);
1475                 return 0;
1476         }
1477
1478         /* We might release rq lock */
1479         get_task_struct(next_task);
1480
1481         /* Will lock the rq it'll find */
1482         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1483         if (!later_rq) {
1484                 struct task_struct *task;
1485
1486                 /*
1487                  * We must check all this again, since
1488                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1489                  * then possible that next_task has migrated.
1490                  */
1491                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1492                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1493                         /*
1494                          * The task is still there. We don't try
1495                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1496                          */
1497                         goto out;
1498                 }
1499
1500                 if (!task)
1501                         /* No more tasks */
1502                         goto out;
1503
1504                 put_task_struct(next_task);
1505                 next_task = task;
1506                 goto retry;
1507         }
1508
1509         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1510         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1511         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1512         ret = 1;
1513
1514         resched_curr(later_rq);
1515
1516         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1517
1518 out:
1519         put_task_struct(next_task);
1520
1521         return ret;
1522 }
1523
1524 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1525 {
1526         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
1527         while (push_dl_task(rq))
1528                 ;
1529 }
1530
1531 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1532 {
1533         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
1534         struct task_struct *p;
1535         bool resched = false;
1536         struct rq *src_rq;
1537         u64 dmin = LONG_MAX;
1538
1539         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1540                 return;
1541
1542         /*
1543          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1544          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1545          */
1546         smp_rmb();
1547
1548         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1549                 if (this_cpu == cpu)
1550                         continue;
1551
1552                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1553
1554                 /*
1555                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1556                  * we are fine with this.
1557                  */
1558                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1559                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1560                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1561                         continue;
1562
1563                 /* Might drop this_rq->lock */
1564                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1565
1566                 /*
1567                  * If there are no more pullable tasks on the
1568                  * rq, we're done with it.
1569                  */
1570                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1571                         goto skip;
1572
1573                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
1574
1575                 /*
1576                  * We found a task to be pulled if:
1577                  *  - it preempts our current (if there's one),
1578                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1579                  */
1580                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1581                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1582                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1583                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1584                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1585                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1586
1587                         /*
1588                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1589                          * deadline than the current task of its runqueue.
1590                          */
1591                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1592                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1593                                 goto skip;
1594
1595                         resched = true;
1596
1597                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1598                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1599                         activate_task(this_rq, p, 0);
1600                         dmin = p->dl.deadline;
1601
1602                         /* Is there any other task even earlier? */
1603                 }
1604 skip:
1605                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1606         }
1607
1608         if (resched)
1609                 resched_curr(this_rq);
1610 }
1611
1612 /*
1613  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1614  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1615  */
1616 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1617 {
1618         if (!task_running(rq, p) &&
1619             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1620             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
1621             dl_task(rq->curr) &&
1622             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1623              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
1624                 push_dl_tasks(rq);
1625         }
1626 }
1627
1628 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1629                                 const struct cpumask *new_mask)
1630 {
1631         struct root_domain *src_rd;
1632         struct rq *rq;
1633
1634         BUG_ON(!dl_task(p));
1635
1636         rq = task_rq(p);
1637         src_rd = rq->rd;
1638         /*
1639          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
1640          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
1641          * update. We already made space for us in the destination
1642          * domain (see cpuset_can_attach()).
1643          */
1644         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
1645                 struct dl_bw *src_dl_b;
1646
1647                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
1648                 /*
1649                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
1650                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
1651                  * until we complete the update.
1652                  */
1653                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
1654                 __dl_clear(src_dl_b, p->dl.dl_bw);
1655                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
1656         }
1657
1658         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
1659 }
1660
1661 /* Assumes rq->lock is held */
1662 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1663 {
1664         if (rq->dl.overloaded)
1665                 dl_set_overload(rq);
1666
1667         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1668         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1669                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr, 1);
1670 }
1671
1672 /* Assumes rq->lock is held */
1673 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1674 {
1675         if (rq->dl.overloaded)
1676                 dl_clear_overload(rq);
1677
1678         cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
1679         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1680 }
1681
1682 void __init init_sched_dl_class(void)
1683 {
1684         unsigned int i;
1685
1686         for_each_possible_cpu(i)
1687                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1688                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1689 }
1690
1691 #endif /* CONFIG_SMP */
1692
1693 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1694 {
1695         /*
1696          * Start the deadline timer; if we switch back to dl before this we'll
1697          * continue consuming our current CBS slice. If we stay outside of
1698          * SCHED_DEADLINE until the deadline passes, the timer will reset the
1699          * task.
1700          */
1701         if (!start_dl_timer(p))
1702                 __dl_clear_params(p);
1703
1704         /*
1705          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1706          * this is the right place to try to pull some other one
1707          * from an overloaded cpu, if any.
1708          */
1709         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
1710                 return;
1711
1712         queue_pull_task(rq);
1713 }
1714
1715 /*
1716  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1717  * we try to push someone off, if possible.
1718  */
1719 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1720 {
1721         if (dl_time_before(p->dl.deadline, rq_clock(rq)))
1722                 setup_new_dl_entity(&p->dl, &p->dl);
1723
1724         if (task_on_rq_queued(p) && rq->curr != p) {
1725 #ifdef CONFIG_SMP
1726                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
1727                         queue_push_tasks(rq);
1728 #else
1729                 if (dl_task(rq->curr))
1730                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1731                 else
1732                         resched_curr(rq);
1733 #endif
1734         }
1735 }
1736
1737 /*
1738  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
1739  * a push or pull operation might be needed.
1740  */
1741 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1742                             int oldprio)
1743 {
1744         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
1745 #ifdef CONFIG_SMP
1746                 /*
1747                  * This might be too much, but unfortunately
1748                  * we don't have the old deadline value, and
1749                  * we can't argue if the task is increasing
1750                  * or lowering its prio, so...
1751                  */
1752                 if (!rq->dl.overloaded)
1753                         queue_pull_task(rq);
1754
1755                 /*
1756                  * If we now have a earlier deadline task than p,
1757                  * then reschedule, provided p is still on this
1758                  * runqueue.
1759                  */
1760                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
1761                         resched_curr(rq);
1762 #else
1763                 /*
1764                  * Again, we don't know if p has a earlier
1765                  * or later deadline, so let's blindly set a
1766                  * (maybe not needed) rescheduling point.
1767                  */
1768                 resched_curr(rq);
1769 #endif /* CONFIG_SMP */
1770         }
1771 }
1772
1773 const struct sched_class dl_sched_class = {
1774         .next                   = &rt_sched_class,
1775         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1776         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1777         .yield_task             = yield_task_dl,
1778
1779         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1780
1781         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1782         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1783
1784 #ifdef CONFIG_SMP
1785         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1786         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1787         .rq_online              = rq_online_dl,
1788         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1789         .task_woken             = task_woken_dl,
1790 #endif
1791
1792         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1793         .task_tick              = task_tick_dl,
1794         .task_fork              = task_fork_dl,
1795         .task_dead              = task_dead_dl,
1796
1797         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1798         .switched_from          = switched_from_dl,
1799         .switched_to            = switched_to_dl,
1800
1801         .update_curr            = update_curr_dl,
1802 };
1803
1804 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1805 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
1806
1807 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1808 {
1809         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
1810 }
1811 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */