Merge tag 'for-linus-20160311' of git://git.infradead.org/linux-mtd
[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_se->dl_new || dl_se->dl_throttled);
356
357         /*
358          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
359          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
360          * spent on hardirq context, etc.).
361          */
362         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
363         dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
364         dl_se->dl_new = 0;
365 }
366
367 /*
368  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
369  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
370  * exhausting its runtime.
371  *
372  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
373  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
374  * other entities.
375  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
376  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
377  *
378  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
379  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
380  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
381  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
382  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
383  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
384  */
385 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
386                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
387 {
388         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
389         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
390
391         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
392
393         /*
394          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
395          * Just go with full inherited parameters.
396          */
397         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
398                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
399                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
400         }
401
402         /*
403          * We keep moving the deadline away until we get some
404          * available runtime for the entity. This ensures correct
405          * handling of situations where the runtime overrun is
406          * arbitrary large.
407          */
408         while (dl_se->runtime <= 0) {
409                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
410                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
411         }
412
413         /*
414          * At this point, the deadline really should be "in
415          * the future" with respect to rq->clock. If it's
416          * not, we are, for some reason, lagging too much!
417          * Anyway, after having warn userspace abut that,
418          * we still try to keep the things running by
419          * resetting the deadline and the budget of the
420          * entity.
421          */
422         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
423                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
424                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
425                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
426         }
427
428         if (dl_se->dl_yielded)
429                 dl_se->dl_yielded = 0;
430         if (dl_se->dl_throttled)
431                 dl_se->dl_throttled = 0;
432 }
433
434 /*
435  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
436  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
437  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
438  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
439  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
440  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
441  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
442  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
443  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
444  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
445  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
446  * Documentation/scheduler/sched-deadline.txt for more informations).
447  *
448  * This function returns true if:
449  *
450  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_period ,
451  *
452  * IOW we can't recycle current parameters.
453  *
454  * Notice that the bandwidth check is done against the period. For
455  * task with deadline equal to period this is the same of using
456  * dl_deadline instead of dl_period in the equation above.
457  */
458 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
459                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
460 {
461         u64 left, right;
462
463         /*
464          * left and right are the two sides of the equation above,
465          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
466          * of divisions.
467          *
468          * Note that none of the time values involved in the two
469          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
470          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
471          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
472          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
473          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
474          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
475          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
476          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
477          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
478          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
479          * (but still we want to give the user that illusion >;).
480          */
481         left = (pi_se->dl_period >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
482         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
483                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
484
485         return dl_time_before(right, left);
486 }
487
488 /*
489  * When a -deadline entity is queued back on the runqueue, its runtime and
490  * deadline might need updating.
491  *
492  * The policy here is that we update the deadline of the entity only if:
493  *  - the current deadline is in the past,
494  *  - using the remaining runtime with the current deadline would make
495  *    the entity exceed its bandwidth.
496  */
497 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
498                              struct sched_dl_entity *pi_se)
499 {
500         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
501         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
502
503         /*
504          * The arrival of a new instance needs special treatment, i.e.,
505          * the actual scheduling parameters have to be "renewed".
506          */
507         if (dl_se->dl_new) {
508                 setup_new_dl_entity(dl_se, pi_se);
509                 return;
510         }
511
512         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
513             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
514                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
515                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
516         }
517 }
518
519 /*
520  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
521  * while waiting for some new execution time to become available, we
522  * set the bandwidth enforcement timer to the replenishment instant
523  * and try to activate it.
524  *
525  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
526  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
527  * the future or in the past).
528  */
529 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
530 {
531         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
532         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
533         struct rq *rq = task_rq(p);
534         ktime_t now, act;
535         s64 delta;
536
537         lockdep_assert_held(&rq->lock);
538
539         /*
540          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
541          * that it is actually coming from rq->clock and not from
542          * hrtimer's time base reading.
543          */
544         act = ns_to_ktime(dl_se->deadline);
545         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
546         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
547         act = ktime_add_ns(act, delta);
548
549         /*
550          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
551          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
552          * start the timer in the past!
553          */
554         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
555                 return 0;
556
557         /*
558          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
559          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
560          *
561          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
562          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
563          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
564          * and observe our state.
565          */
566         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
567                 get_task_struct(p);
568                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS);
569         }
570
571         return 1;
572 }
573
574 /*
575  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
576  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
577  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
578  *
579  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
580  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
581  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
582  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
583  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
584  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
585  * next call to enqueue_task_dl().
586  */
587 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
588 {
589         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
590                                                      struct sched_dl_entity,
591                                                      dl_timer);
592         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
593         unsigned long flags;
594         struct rq *rq;
595
596         rq = task_rq_lock(p, &flags);
597
598         /*
599          * The task might have changed its scheduling policy to something
600          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_fromd_dl()).
601          */
602         if (!dl_task(p)) {
603                 __dl_clear_params(p);
604                 goto unlock;
605         }
606
607         /*
608          * This is possible if switched_from_dl() raced against a running
609          * callback that took the above !dl_task() path and we've since then
610          * switched back into SCHED_DEADLINE.
611          *
612          * There's nothing to do except drop our task reference.
613          */
614         if (dl_se->dl_new)
615                 goto unlock;
616
617         /*
618          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
619          * boosting/deboosting path, its not throttled.
620          */
621         if (dl_se->dl_boosted)
622                 goto unlock;
623
624         /*
625          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
626          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
627          */
628         if (!dl_se->dl_throttled)
629                 goto unlock;
630
631         sched_clock_tick();
632         update_rq_clock(rq);
633
634         /*
635          * If the throttle happened during sched-out; like:
636          *
637          *   schedule()
638          *     deactivate_task()
639          *       dequeue_task_dl()
640          *         update_curr_dl()
641          *           start_dl_timer()
642          *         __dequeue_task_dl()
643          *     prev->on_rq = 0;
644          *
645          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
646          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
647          */
648         if (!task_on_rq_queued(p)) {
649                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
650                 goto unlock;
651         }
652
653         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
654         if (dl_task(rq->curr))
655                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
656         else
657                 resched_curr(rq);
658
659 #ifdef CONFIG_SMP
660         /*
661          * Perform balancing operations here; after the replenishments.  We
662          * cannot drop rq->lock before this, otherwise the assertion in
663          * start_dl_timer() about not missing updates is not true.
664          *
665          * If we find that the rq the task was on is no longer available, we
666          * need to select a new rq.
667          *
668          * XXX figure out if select_task_rq_dl() deals with offline cpus.
669          */
670         if (unlikely(!rq->online))
671                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
672
673         /*
674          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
675          * to kick someone away.
676          */
677         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
678                 /*
679                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
680                  * rq->lock.
681                  */
682                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
683                 push_dl_task(rq);
684                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
685         }
686 #endif
687
688 unlock:
689         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
690
691         /*
692          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
693          * anything related to that after this.
694          */
695         put_task_struct(p);
696
697         return HRTIMER_NORESTART;
698 }
699
700 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
701 {
702         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
703
704         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
705         timer->function = dl_task_timer;
706 }
707
708 static
709 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
710 {
711         return (dl_se->runtime <= 0);
712 }
713
714 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
715
716 /*
717  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
718  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
719  */
720 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
721 {
722         struct task_struct *curr = rq->curr;
723         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
724         u64 delta_exec;
725
726         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
727                 return;
728
729         /*
730          * Consumed budget is computed considering the time as
731          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
732          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
733          * computed using hard walltime. This seems to be the more
734          * natural solution, but the full ramifications of this
735          * approach need further study.
736          */
737         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
738         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
739                 return;
740
741         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
742                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
743
744         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
745         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
746
747         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
748         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
749
750         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
751
752         dl_se->runtime -= dl_se->dl_yielded ? 0 : delta_exec;
753         if (dl_runtime_exceeded(dl_se)) {
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 (dl_se->dl_new || 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         struct task_struct *p = rq->curr;
998
999         /*
1000          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1001          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1002          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1003          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1004          */
1005         if (p->dl.runtime > 0) {
1006                 rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1007                 p->dl.runtime = 0;
1008         }
1009         update_rq_clock(rq);
1010         update_curr_dl(rq);
1011         /*
1012          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1013          * so we don't do microscopic update in schedule()
1014          * and double the fastpath cost.
1015          */
1016         rq_clock_skip_update(rq, true);
1017 }
1018
1019 #ifdef CONFIG_SMP
1020
1021 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1022
1023 static int
1024 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1025 {
1026         struct task_struct *curr;
1027         struct rq *rq;
1028
1029         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1030                 goto out;
1031
1032         rq = cpu_rq(cpu);
1033
1034         rcu_read_lock();
1035         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1036
1037         /*
1038          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1039          * decide where to wake it up.
1040          * If it has a later deadline and the current task
1041          * on this rq can't move (provided the waking task
1042          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1043          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1044          * try to make it stay here, it might be important.
1045          */
1046         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1047             (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1048              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1049             (p->nr_cpus_allowed > 1)) {
1050                 int target = find_later_rq(p);
1051
1052                 if (target != -1 &&
1053                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1054                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1055                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1056                         cpu = target;
1057         }
1058         rcu_read_unlock();
1059
1060 out:
1061         return cpu;
1062 }
1063
1064 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1065 {
1066         /*
1067          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1068          * let's hope p can move out.
1069          */
1070         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1071             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
1072                 return;
1073
1074         /*
1075          * p is migratable, so let's not schedule it and
1076          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1077          */
1078         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1079             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
1080                 return;
1081
1082         resched_curr(rq);
1083 }
1084
1085 #endif /* CONFIG_SMP */
1086
1087 /*
1088  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1089  * tasks.
1090  */
1091 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1092                                   int flags)
1093 {
1094         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1095                 resched_curr(rq);
1096                 return;
1097         }
1098
1099 #ifdef CONFIG_SMP
1100         /*
1101          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1102          * let us try to decide what's the best thing to do...
1103          */
1104         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1105             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1106                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1107 #endif /* CONFIG_SMP */
1108 }
1109
1110 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1111 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1112 {
1113         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1114 }
1115 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1116 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1117 {
1118 }
1119 #endif
1120
1121 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1122                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1123 {
1124         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1125
1126         if (!left)
1127                 return NULL;
1128
1129         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1130 }
1131
1132 struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1133 {
1134         struct sched_dl_entity *dl_se;
1135         struct task_struct *p;
1136         struct dl_rq *dl_rq;
1137
1138         dl_rq = &rq->dl;
1139
1140         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1141                 /*
1142                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1143                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1144                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we're
1145                  * being very careful to re-start the picking loop.
1146                  */
1147                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1148                 pull_dl_task(rq);
1149                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1150                 /*
1151                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1152                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1153                  * re-start task selection.
1154                  */
1155                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1156                         return RETRY_TASK;
1157         }
1158
1159         /*
1160          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1161          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1162          */
1163         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1164                 update_curr_dl(rq);
1165
1166         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1167                 return NULL;
1168
1169         put_prev_task(rq, prev);
1170
1171         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1172         BUG_ON(!dl_se);
1173
1174         p = dl_task_of(dl_se);
1175         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1176
1177         /* Running task will never be pushed. */
1178        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1179
1180         if (hrtick_enabled(rq))
1181                 start_hrtick_dl(rq, p);
1182
1183         queue_push_tasks(rq);
1184
1185         return p;
1186 }
1187
1188 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1189 {
1190         update_curr_dl(rq);
1191
1192         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1193                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1194 }
1195
1196 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1197 {
1198         update_curr_dl(rq);
1199
1200         /*
1201          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1202          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1203          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1204          */
1205         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1206             is_leftmost(p, &rq->dl))
1207                 start_hrtick_dl(rq, p);
1208 }
1209
1210 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1211 {
1212         /*
1213          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1214          * sched_fork()
1215          */
1216 }
1217
1218 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1219 {
1220         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1221
1222         /*
1223          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1224          */
1225         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1226         /* XXX we should retain the bw until 0-lag */
1227         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1228         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1229 }
1230
1231 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1232 {
1233         struct task_struct *p = rq->curr;
1234
1235         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1236
1237         /* You can't push away the running task */
1238         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1239 }
1240
1241 #ifdef CONFIG_SMP
1242
1243 /* Only try algorithms three times */
1244 #define DL_MAX_TRIES 3
1245
1246 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1247 {
1248         if (!task_running(rq, p) &&
1249             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1250                 return 1;
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1256  * on the CPU, NULL otherwise:
1257  */
1258 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1259 {
1260         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost;
1261         struct task_struct *p = NULL;
1262
1263         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1264                 return NULL;
1265
1266 next_node:
1267         if (next_node) {
1268                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1269
1270                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1271                         return p;
1272
1273                 next_node = rb_next(next_node);
1274                 goto next_node;
1275         }
1276
1277         return NULL;
1278 }
1279
1280 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1281
1282 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1283 {
1284         struct sched_domain *sd;
1285         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1286         int this_cpu = smp_processor_id();
1287         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1288
1289         /* Make sure the mask is initialized first */
1290         if (unlikely(!later_mask))
1291                 return -1;
1292
1293         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1294                 return -1;
1295
1296         /*
1297          * We have to consider system topology and task affinity
1298          * first, then we can look for a suitable cpu.
1299          */
1300         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1301                         task, later_mask);
1302         if (best_cpu == -1)
1303                 return -1;
1304
1305         /*
1306          * If we are here, some target has been found,
1307          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1308          * This is, among the runqueues where the current tasks
1309          * have later deadlines than the task's one, the rq
1310          * with the latest possible one.
1311          *
1312          * Now we check how well this matches with task's
1313          * affinity and system topology.
1314          *
1315          * The last cpu where the task run is our first
1316          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1317          */
1318         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1319                 return cpu;
1320         /*
1321          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1322          * not in the mask) or not.
1323          */
1324         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1325                 this_cpu = -1;
1326
1327         rcu_read_lock();
1328         for_each_domain(cpu, sd) {
1329                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1330
1331                         /*
1332                          * If possible, preempting this_cpu is
1333                          * cheaper than migrating.
1334                          */
1335                         if (this_cpu != -1 &&
1336                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1337                                 rcu_read_unlock();
1338                                 return this_cpu;
1339                         }
1340
1341                         /*
1342                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1343                          * in the mask, that becomes our choice.
1344                          */
1345                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1346                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1347                                 rcu_read_unlock();
1348                                 return best_cpu;
1349                         }
1350                 }
1351         }
1352         rcu_read_unlock();
1353
1354         /*
1355          * At this point, all our guesses failed, we just return
1356          * 'something', and let the caller sort the things out.
1357          */
1358         if (this_cpu != -1)
1359                 return this_cpu;
1360
1361         cpu = cpumask_any(later_mask);
1362         if (cpu < nr_cpu_ids)
1363                 return cpu;
1364
1365         return -1;
1366 }
1367
1368 /* Locks the rq it finds */
1369 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1370 {
1371         struct rq *later_rq = NULL;
1372         int tries;
1373         int cpu;
1374
1375         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1376                 cpu = find_later_rq(task);
1377
1378                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1379                         break;
1380
1381                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1382
1383                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
1384                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
1385                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
1386                         /*
1387                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
1388                          * retrying does not release any lock and is unlikely
1389                          * to yield a different result.
1390                          */
1391                         later_rq = NULL;
1392                         break;
1393                 }
1394
1395                 /* Retry if something changed. */
1396                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1397                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1398                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1399                                                        &task->cpus_allowed) ||
1400                                      task_running(rq, task) ||
1401                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1402                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1403                                 later_rq = NULL;
1404                                 break;
1405                         }
1406                 }
1407
1408                 /*
1409                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1410                  * its earliest one has a later deadline than our
1411                  * task, the rq is a good one.
1412                  */
1413                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1414                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1415                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1416                         break;
1417
1418                 /* Otherwise we try again. */
1419                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1420                 later_rq = NULL;
1421         }
1422
1423         return later_rq;
1424 }
1425
1426 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1427 {
1428         struct task_struct *p;
1429
1430         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1431                 return NULL;
1432
1433         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1434                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1435
1436         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1437         BUG_ON(task_current(rq, p));
1438         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
1439
1440         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1441         BUG_ON(!dl_task(p));
1442
1443         return p;
1444 }
1445
1446 /*
1447  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1448  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1449  * and start executing.
1450  */
1451 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1452 {
1453         struct task_struct *next_task;
1454         struct rq *later_rq;
1455         int ret = 0;
1456
1457         if (!rq->dl.overloaded)
1458                 return 0;
1459
1460         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1461         if (!next_task)
1462                 return 0;
1463
1464 retry:
1465         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1466                 WARN_ON(1);
1467                 return 0;
1468         }
1469
1470         /*
1471          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1472          * can move away, it makes sense to just reschedule
1473          * without going further in pushing next_task.
1474          */
1475         if (dl_task(rq->curr) &&
1476             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1477             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
1478                 resched_curr(rq);
1479                 return 0;
1480         }
1481
1482         /* We might release rq lock */
1483         get_task_struct(next_task);
1484
1485         /* Will lock the rq it'll find */
1486         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1487         if (!later_rq) {
1488                 struct task_struct *task;
1489
1490                 /*
1491                  * We must check all this again, since
1492                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1493                  * then possible that next_task has migrated.
1494                  */
1495                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1496                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1497                         /*
1498                          * The task is still there. We don't try
1499                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1500                          */
1501                         goto out;
1502                 }
1503
1504                 if (!task)
1505                         /* No more tasks */
1506                         goto out;
1507
1508                 put_task_struct(next_task);
1509                 next_task = task;
1510                 goto retry;
1511         }
1512
1513         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1514         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1515         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1516         ret = 1;
1517
1518         resched_curr(later_rq);
1519
1520         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1521
1522 out:
1523         put_task_struct(next_task);
1524
1525         return ret;
1526 }
1527
1528 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1529 {
1530         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
1531         while (push_dl_task(rq))
1532                 ;
1533 }
1534
1535 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1536 {
1537         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
1538         struct task_struct *p;
1539         bool resched = false;
1540         struct rq *src_rq;
1541         u64 dmin = LONG_MAX;
1542
1543         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1544                 return;
1545
1546         /*
1547          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1548          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1549          */
1550         smp_rmb();
1551
1552         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1553                 if (this_cpu == cpu)
1554                         continue;
1555
1556                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1557
1558                 /*
1559                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1560                  * we are fine with this.
1561                  */
1562                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1563                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1564                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1565                         continue;
1566
1567                 /* Might drop this_rq->lock */
1568                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1569
1570                 /*
1571                  * If there are no more pullable tasks on the
1572                  * rq, we're done with it.
1573                  */
1574                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1575                         goto skip;
1576
1577                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
1578
1579                 /*
1580                  * We found a task to be pulled if:
1581                  *  - it preempts our current (if there's one),
1582                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1583                  */
1584                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1585                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1586                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1587                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1588                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1589                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1590
1591                         /*
1592                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1593                          * deadline than the current task of its runqueue.
1594                          */
1595                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1596                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1597                                 goto skip;
1598
1599                         resched = true;
1600
1601                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1602                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1603                         activate_task(this_rq, p, 0);
1604                         dmin = p->dl.deadline;
1605
1606                         /* Is there any other task even earlier? */
1607                 }
1608 skip:
1609                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1610         }
1611
1612         if (resched)
1613                 resched_curr(this_rq);
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1618  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1619  */
1620 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1621 {
1622         if (!task_running(rq, p) &&
1623             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1624             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
1625             dl_task(rq->curr) &&
1626             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1627              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
1628                 push_dl_tasks(rq);
1629         }
1630 }
1631
1632 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1633                                 const struct cpumask *new_mask)
1634 {
1635         struct root_domain *src_rd;
1636         struct rq *rq;
1637
1638         BUG_ON(!dl_task(p));
1639
1640         rq = task_rq(p);
1641         src_rd = rq->rd;
1642         /*
1643          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
1644          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
1645          * update. We already made space for us in the destination
1646          * domain (see cpuset_can_attach()).
1647          */
1648         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
1649                 struct dl_bw *src_dl_b;
1650
1651                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
1652                 /*
1653                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
1654                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
1655                  * until we complete the update.
1656                  */
1657                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
1658                 __dl_clear(src_dl_b, p->dl.dl_bw);
1659                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
1660         }
1661
1662         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
1663 }
1664
1665 /* Assumes rq->lock is held */
1666 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1667 {
1668         if (rq->dl.overloaded)
1669                 dl_set_overload(rq);
1670
1671         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1672         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1673                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr, 1);
1674 }
1675
1676 /* Assumes rq->lock is held */
1677 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1678 {
1679         if (rq->dl.overloaded)
1680                 dl_clear_overload(rq);
1681
1682         cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
1683         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1684 }
1685
1686 void __init init_sched_dl_class(void)
1687 {
1688         unsigned int i;
1689
1690         for_each_possible_cpu(i)
1691                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1692                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1693 }
1694
1695 #endif /* CONFIG_SMP */
1696
1697 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1698 {
1699         /*
1700          * Start the deadline timer; if we switch back to dl before this we'll
1701          * continue consuming our current CBS slice. If we stay outside of
1702          * SCHED_DEADLINE until the deadline passes, the timer will reset the
1703          * task.
1704          */
1705         if (!start_dl_timer(p))
1706                 __dl_clear_params(p);
1707
1708         /*
1709          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1710          * this is the right place to try to pull some other one
1711          * from an overloaded cpu, if any.
1712          */
1713         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
1714                 return;
1715
1716         queue_pull_task(rq);
1717 }
1718
1719 /*
1720  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1721  * we try to push someone off, if possible.
1722  */
1723 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1724 {
1725         if (task_on_rq_queued(p) && rq->curr != p) {
1726 #ifdef CONFIG_SMP
1727                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
1728                         queue_push_tasks(rq);
1729 #else
1730                 if (dl_task(rq->curr))
1731                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1732                 else
1733                         resched_curr(rq);
1734 #endif
1735         }
1736 }
1737
1738 /*
1739  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
1740  * a push or pull operation might be needed.
1741  */
1742 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1743                             int oldprio)
1744 {
1745         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
1746 #ifdef CONFIG_SMP
1747                 /*
1748                  * This might be too much, but unfortunately
1749                  * we don't have the old deadline value, and
1750                  * we can't argue if the task is increasing
1751                  * or lowering its prio, so...
1752                  */
1753                 if (!rq->dl.overloaded)
1754                         queue_pull_task(rq);
1755
1756                 /*
1757                  * If we now have a earlier deadline task than p,
1758                  * then reschedule, provided p is still on this
1759                  * runqueue.
1760                  */
1761                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
1762                         resched_curr(rq);
1763 #else
1764                 /*
1765                  * Again, we don't know if p has a earlier
1766                  * or later deadline, so let's blindly set a
1767                  * (maybe not needed) rescheduling point.
1768                  */
1769                 resched_curr(rq);
1770 #endif /* CONFIG_SMP */
1771         } else
1772                 switched_to_dl(rq, p);
1773 }
1774
1775 const struct sched_class dl_sched_class = {
1776         .next                   = &rt_sched_class,
1777         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1778         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1779         .yield_task             = yield_task_dl,
1780
1781         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1782
1783         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1784         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1785
1786 #ifdef CONFIG_SMP
1787         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1788         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1789         .rq_online              = rq_online_dl,
1790         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1791         .task_woken             = task_woken_dl,
1792 #endif
1793
1794         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1795         .task_tick              = task_tick_dl,
1796         .task_fork              = task_fork_dl,
1797         .task_dead              = task_dead_dl,
1798
1799         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1800         .switched_from          = switched_from_dl,
1801         .switched_to            = switched_to_dl,
1802
1803         .update_curr            = update_curr_dl,
1804 };
1805
1806 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1807 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
1808
1809 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1810 {
1811         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
1812 }
1813 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */