sched/deadline: Remove superfluous call to switched_to_dl()
[platform/kernel/linux-starfive.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         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
403                 dl_se->runtime = 0;
404
405         /*
406          * We keep moving the deadline away until we get some
407          * available runtime for the entity. This ensures correct
408          * handling of situations where the runtime overrun is
409          * arbitrary large.
410          */
411         while (dl_se->runtime <= 0) {
412                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
413                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
414         }
415
416         /*
417          * At this point, the deadline really should be "in
418          * the future" with respect to rq->clock. If it's
419          * not, we are, for some reason, lagging too much!
420          * Anyway, after having warn userspace abut that,
421          * we still try to keep the things running by
422          * resetting the deadline and the budget of the
423          * entity.
424          */
425         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
426                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
427                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
428                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
429         }
430
431         if (dl_se->dl_yielded)
432                 dl_se->dl_yielded = 0;
433         if (dl_se->dl_throttled)
434                 dl_se->dl_throttled = 0;
435 }
436
437 /*
438  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
439  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
440  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
441  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
442  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
443  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
444  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
445  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
446  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
447  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
448  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
449  * Documentation/scheduler/sched-deadline.txt for more informations).
450  *
451  * This function returns true if:
452  *
453  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_period ,
454  *
455  * IOW we can't recycle current parameters.
456  *
457  * Notice that the bandwidth check is done against the period. For
458  * task with deadline equal to period this is the same of using
459  * dl_deadline instead of dl_period in the equation above.
460  */
461 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
462                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
463 {
464         u64 left, right;
465
466         /*
467          * left and right are the two sides of the equation above,
468          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
469          * of divisions.
470          *
471          * Note that none of the time values involved in the two
472          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
473          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
474          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
475          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
476          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
477          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
478          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
479          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
480          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
481          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
482          * (but still we want to give the user that illusion >;).
483          */
484         left = (pi_se->dl_period >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
485         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
486                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
487
488         return dl_time_before(right, left);
489 }
490
491 /*
492  * When a -deadline entity is queued back on the runqueue, its runtime and
493  * deadline might need updating.
494  *
495  * The policy here is that we update the deadline of the entity only if:
496  *  - the current deadline is in the past,
497  *  - using the remaining runtime with the current deadline would make
498  *    the entity exceed its bandwidth.
499  */
500 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
501                              struct sched_dl_entity *pi_se)
502 {
503         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
504         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
505
506         /*
507          * The arrival of a new instance needs special treatment, i.e.,
508          * the actual scheduling parameters have to be "renewed".
509          */
510         if (dl_se->dl_new) {
511                 setup_new_dl_entity(dl_se, pi_se);
512                 return;
513         }
514
515         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
516             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
517                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
518                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
519         }
520 }
521
522 /*
523  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
524  * while waiting for some new execution time to become available, we
525  * set the bandwidth enforcement timer to the replenishment instant
526  * and try to activate it.
527  *
528  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
529  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
530  * the future or in the past).
531  */
532 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
533 {
534         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
535         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
536         struct rq *rq = task_rq(p);
537         ktime_t now, act;
538         s64 delta;
539
540         lockdep_assert_held(&rq->lock);
541
542         /*
543          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
544          * that it is actually coming from rq->clock and not from
545          * hrtimer's time base reading.
546          */
547         act = ns_to_ktime(dl_se->deadline);
548         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
549         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
550         act = ktime_add_ns(act, delta);
551
552         /*
553          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
554          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
555          * start the timer in the past!
556          */
557         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
558                 return 0;
559
560         /*
561          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
562          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
563          *
564          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
565          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
566          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
567          * and observe our state.
568          */
569         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
570                 get_task_struct(p);
571                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS);
572         }
573
574         return 1;
575 }
576
577 /*
578  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
579  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
580  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
581  *
582  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
583  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
584  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
585  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
586  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
587  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
588  * next call to enqueue_task_dl().
589  */
590 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
591 {
592         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
593                                                      struct sched_dl_entity,
594                                                      dl_timer);
595         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
596         unsigned long flags;
597         struct rq *rq;
598
599         rq = task_rq_lock(p, &flags);
600
601         /*
602          * The task might have changed its scheduling policy to something
603          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_fromd_dl()).
604          */
605         if (!dl_task(p)) {
606                 __dl_clear_params(p);
607                 goto unlock;
608         }
609
610         /*
611          * This is possible if switched_from_dl() raced against a running
612          * callback that took the above !dl_task() path and we've since then
613          * switched back into SCHED_DEADLINE.
614          *
615          * There's nothing to do except drop our task reference.
616          */
617         if (dl_se->dl_new)
618                 goto unlock;
619
620         /*
621          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
622          * boosting/deboosting path, its not throttled.
623          */
624         if (dl_se->dl_boosted)
625                 goto unlock;
626
627         /*
628          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
629          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
630          */
631         if (!dl_se->dl_throttled)
632                 goto unlock;
633
634         sched_clock_tick();
635         update_rq_clock(rq);
636
637         /*
638          * If the throttle happened during sched-out; like:
639          *
640          *   schedule()
641          *     deactivate_task()
642          *       dequeue_task_dl()
643          *         update_curr_dl()
644          *           start_dl_timer()
645          *         __dequeue_task_dl()
646          *     prev->on_rq = 0;
647          *
648          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
649          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
650          */
651         if (!task_on_rq_queued(p)) {
652                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
653                 goto unlock;
654         }
655
656         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
657         if (dl_task(rq->curr))
658                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
659         else
660                 resched_curr(rq);
661
662 #ifdef CONFIG_SMP
663         /*
664          * Perform balancing operations here; after the replenishments.  We
665          * cannot drop rq->lock before this, otherwise the assertion in
666          * start_dl_timer() about not missing updates is not true.
667          *
668          * If we find that the rq the task was on is no longer available, we
669          * need to select a new rq.
670          *
671          * XXX figure out if select_task_rq_dl() deals with offline cpus.
672          */
673         if (unlikely(!rq->online))
674                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
675
676         /*
677          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
678          * to kick someone away.
679          */
680         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
681                 /*
682                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
683                  * rq->lock.
684                  */
685                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
686                 push_dl_task(rq);
687                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
688         }
689 #endif
690
691 unlock:
692         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
693
694         /*
695          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
696          * anything related to that after this.
697          */
698         put_task_struct(p);
699
700         return HRTIMER_NORESTART;
701 }
702
703 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
704 {
705         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
706
707         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
708         timer->function = dl_task_timer;
709 }
710
711 static
712 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
713 {
714         return (dl_se->runtime <= 0);
715 }
716
717 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
718
719 /*
720  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
721  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
722  */
723 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
724 {
725         struct task_struct *curr = rq->curr;
726         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
727         u64 delta_exec;
728
729         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
730                 return;
731
732         /*
733          * Consumed budget is computed considering the time as
734          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
735          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
736          * computed using hard walltime. This seems to be the more
737          * natural solution, but the full ramifications of this
738          * approach need further study.
739          */
740         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
741         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
742                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
743                         goto throttle;
744                 return;
745         }
746
747         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
748                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
749
750         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
751         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
752
753         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
754         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
755
756         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
757
758         dl_se->runtime -= delta_exec;
759
760 throttle:
761         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
762                 dl_se->dl_throttled = 1;
763                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
764                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(curr)))
765                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
766
767                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
768                         resched_curr(rq);
769         }
770
771         /*
772          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
773          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
774          * would be able to exceed the shared quota.
775          *
776          * Account to the root rt group for now.
777          *
778          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
779          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
780          * out before that can happen.
781          */
782         if (rt_bandwidth_enabled()) {
783                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
784
785                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
786                 /*
787                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
788                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
789                  * bandwidth is relevant.
790                  */
791                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
792                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
793                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
794         }
795 }
796
797 #ifdef CONFIG_SMP
798
799 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
800 {
801         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
802
803         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
804             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
805                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
806                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline, 1);
807         }
808 }
809
810 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
811 {
812         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
813
814         /*
815          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
816          * task we must recompute them.
817          */
818         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
819                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
820                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
821                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
822         } else {
823                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->rb_leftmost;
824                 struct sched_dl_entity *entry;
825
826                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
827                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
828                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline, 1);
829         }
830 }
831
832 #else
833
834 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
835 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
836
837 #endif /* CONFIG_SMP */
838
839 static inline
840 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
841 {
842         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
843         u64 deadline = dl_se->deadline;
844
845         WARN_ON(!dl_prio(prio));
846         dl_rq->dl_nr_running++;
847         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
848
849         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
850         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
851 }
852
853 static inline
854 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
855 {
856         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
857
858         WARN_ON(!dl_prio(prio));
859         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
860         dl_rq->dl_nr_running--;
861         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
862
863         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
864         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
865 }
866
867 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
868 {
869         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
870         struct rb_node **link = &dl_rq->rb_root.rb_node;
871         struct rb_node *parent = NULL;
872         struct sched_dl_entity *entry;
873         int leftmost = 1;
874
875         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
876
877         while (*link) {
878                 parent = *link;
879                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
880                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
881                         link = &parent->rb_left;
882                 else {
883                         link = &parent->rb_right;
884                         leftmost = 0;
885                 }
886         }
887
888         if (leftmost)
889                 dl_rq->rb_leftmost = &dl_se->rb_node;
890
891         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
892         rb_insert_color(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
893
894         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
895 }
896
897 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
898 {
899         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
900
901         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
902                 return;
903
904         if (dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node) {
905                 struct rb_node *next_node;
906
907                 next_node = rb_next(&dl_se->rb_node);
908                 dl_rq->rb_leftmost = next_node;
909         }
910
911         rb_erase(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
912         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
913
914         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
915 }
916
917 static void
918 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
919                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
920 {
921         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
922
923         /*
924          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
925          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
926          * we want a replenishment of its runtime.
927          */
928         if (dl_se->dl_new || flags & ENQUEUE_WAKEUP)
929                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
930         else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH)
931                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
932
933         __enqueue_dl_entity(dl_se);
934 }
935
936 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
937 {
938         __dequeue_dl_entity(dl_se);
939 }
940
941 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
942 {
943         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
944         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
945
946         /*
947          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter
948          * task if we have one and its (absolute) deadline is
949          * smaller than our one... OTW we keep our runtime and
950          * deadline.
951          */
952         if (pi_task && p->dl.dl_boosted && dl_prio(pi_task->normal_prio)) {
953                 pi_se = &pi_task->dl;
954         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
955                 /*
956                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
957                  * that is going to be deboosted, but exceedes its
958                  * runtime while doing so. No point in replenishing
959                  * it, as it's going to return back to its original
960                  * scheduling class after this.
961                  */
962                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
963                 return;
964         }
965
966         /*
967          * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
968          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
969          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
970          * run yet) will take care of this.
971          */
972         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH))
973                 return;
974
975         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
976
977         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
978                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
979 }
980
981 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
982 {
983         dequeue_dl_entity(&p->dl);
984         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
985 }
986
987 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
988 {
989         update_curr_dl(rq);
990         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
991 }
992
993 /*
994  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
995  *
996  *   get off from the CPU until our next instance, with
997  *   a new runtime. This is of little use now, since we
998  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
999  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
1000  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
1001  *   is available for other task instances to use it.
1002  */
1003 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
1004 {
1005         /*
1006          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1007          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1008          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1009          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1010          */
1011         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1012
1013         update_rq_clock(rq);
1014         update_curr_dl(rq);
1015         /*
1016          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1017          * so we don't do microscopic update in schedule()
1018          * and double the fastpath cost.
1019          */
1020         rq_clock_skip_update(rq, true);
1021 }
1022
1023 #ifdef CONFIG_SMP
1024
1025 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1026
1027 static int
1028 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1029 {
1030         struct task_struct *curr;
1031         struct rq *rq;
1032
1033         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1034                 goto out;
1035
1036         rq = cpu_rq(cpu);
1037
1038         rcu_read_lock();
1039         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1040
1041         /*
1042          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1043          * decide where to wake it up.
1044          * If it has a later deadline and the current task
1045          * on this rq can't move (provided the waking task
1046          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1047          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1048          * try to make it stay here, it might be important.
1049          */
1050         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1051             (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1052              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1053             (p->nr_cpus_allowed > 1)) {
1054                 int target = find_later_rq(p);
1055
1056                 if (target != -1 &&
1057                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1058                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1059                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1060                         cpu = target;
1061         }
1062         rcu_read_unlock();
1063
1064 out:
1065         return cpu;
1066 }
1067
1068 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1069 {
1070         /*
1071          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1072          * let's hope p can move out.
1073          */
1074         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1075             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
1076                 return;
1077
1078         /*
1079          * p is migratable, so let's not schedule it and
1080          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1081          */
1082         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1083             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
1084                 return;
1085
1086         resched_curr(rq);
1087 }
1088
1089 #endif /* CONFIG_SMP */
1090
1091 /*
1092  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1093  * tasks.
1094  */
1095 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1096                                   int flags)
1097 {
1098         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1099                 resched_curr(rq);
1100                 return;
1101         }
1102
1103 #ifdef CONFIG_SMP
1104         /*
1105          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1106          * let us try to decide what's the best thing to do...
1107          */
1108         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1109             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1110                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1111 #endif /* CONFIG_SMP */
1112 }
1113
1114 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1115 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1116 {
1117         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1118 }
1119 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1120 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1121 {
1122 }
1123 #endif
1124
1125 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1126                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1127 {
1128         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1129
1130         if (!left)
1131                 return NULL;
1132
1133         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1134 }
1135
1136 struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1137 {
1138         struct sched_dl_entity *dl_se;
1139         struct task_struct *p;
1140         struct dl_rq *dl_rq;
1141
1142         dl_rq = &rq->dl;
1143
1144         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1145                 /*
1146                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1147                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1148                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we're
1149                  * being very careful to re-start the picking loop.
1150                  */
1151                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1152                 pull_dl_task(rq);
1153                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1154                 /*
1155                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1156                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1157                  * re-start task selection.
1158                  */
1159                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1160                         return RETRY_TASK;
1161         }
1162
1163         /*
1164          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1165          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1166          */
1167         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1168                 update_curr_dl(rq);
1169
1170         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1171                 return NULL;
1172
1173         put_prev_task(rq, prev);
1174
1175         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1176         BUG_ON(!dl_se);
1177
1178         p = dl_task_of(dl_se);
1179         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1180
1181         /* Running task will never be pushed. */
1182        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1183
1184         if (hrtick_enabled(rq))
1185                 start_hrtick_dl(rq, p);
1186
1187         queue_push_tasks(rq);
1188
1189         return p;
1190 }
1191
1192 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1193 {
1194         update_curr_dl(rq);
1195
1196         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1197                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1198 }
1199
1200 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1201 {
1202         update_curr_dl(rq);
1203
1204         /*
1205          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1206          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1207          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1208          */
1209         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1210             is_leftmost(p, &rq->dl))
1211                 start_hrtick_dl(rq, p);
1212 }
1213
1214 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1215 {
1216         /*
1217          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1218          * sched_fork()
1219          */
1220 }
1221
1222 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1223 {
1224         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1225
1226         /*
1227          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1228          */
1229         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1230         /* XXX we should retain the bw until 0-lag */
1231         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1232         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1233 }
1234
1235 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1236 {
1237         struct task_struct *p = rq->curr;
1238
1239         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1240
1241         /* You can't push away the running task */
1242         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1243 }
1244
1245 #ifdef CONFIG_SMP
1246
1247 /* Only try algorithms three times */
1248 #define DL_MAX_TRIES 3
1249
1250 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1251 {
1252         if (!task_running(rq, p) &&
1253             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1254                 return 1;
1255         return 0;
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1260  * on the CPU, NULL otherwise:
1261  */
1262 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1263 {
1264         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost;
1265         struct task_struct *p = NULL;
1266
1267         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1268                 return NULL;
1269
1270 next_node:
1271         if (next_node) {
1272                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1273
1274                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1275                         return p;
1276
1277                 next_node = rb_next(next_node);
1278                 goto next_node;
1279         }
1280
1281         return NULL;
1282 }
1283
1284 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1285
1286 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1287 {
1288         struct sched_domain *sd;
1289         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1290         int this_cpu = smp_processor_id();
1291         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1292
1293         /* Make sure the mask is initialized first */
1294         if (unlikely(!later_mask))
1295                 return -1;
1296
1297         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1298                 return -1;
1299
1300         /*
1301          * We have to consider system topology and task affinity
1302          * first, then we can look for a suitable cpu.
1303          */
1304         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1305                         task, later_mask);
1306         if (best_cpu == -1)
1307                 return -1;
1308
1309         /*
1310          * If we are here, some target has been found,
1311          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1312          * This is, among the runqueues where the current tasks
1313          * have later deadlines than the task's one, the rq
1314          * with the latest possible one.
1315          *
1316          * Now we check how well this matches with task's
1317          * affinity and system topology.
1318          *
1319          * The last cpu where the task run is our first
1320          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1321          */
1322         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1323                 return cpu;
1324         /*
1325          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1326          * not in the mask) or not.
1327          */
1328         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1329                 this_cpu = -1;
1330
1331         rcu_read_lock();
1332         for_each_domain(cpu, sd) {
1333                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1334
1335                         /*
1336                          * If possible, preempting this_cpu is
1337                          * cheaper than migrating.
1338                          */
1339                         if (this_cpu != -1 &&
1340                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1341                                 rcu_read_unlock();
1342                                 return this_cpu;
1343                         }
1344
1345                         /*
1346                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1347                          * in the mask, that becomes our choice.
1348                          */
1349                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1350                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1351                                 rcu_read_unlock();
1352                                 return best_cpu;
1353                         }
1354                 }
1355         }
1356         rcu_read_unlock();
1357
1358         /*
1359          * At this point, all our guesses failed, we just return
1360          * 'something', and let the caller sort the things out.
1361          */
1362         if (this_cpu != -1)
1363                 return this_cpu;
1364
1365         cpu = cpumask_any(later_mask);
1366         if (cpu < nr_cpu_ids)
1367                 return cpu;
1368
1369         return -1;
1370 }
1371
1372 /* Locks the rq it finds */
1373 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1374 {
1375         struct rq *later_rq = NULL;
1376         int tries;
1377         int cpu;
1378
1379         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1380                 cpu = find_later_rq(task);
1381
1382                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1383                         break;
1384
1385                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1386
1387                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
1388                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
1389                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
1390                         /*
1391                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
1392                          * retrying does not release any lock and is unlikely
1393                          * to yield a different result.
1394                          */
1395                         later_rq = NULL;
1396                         break;
1397                 }
1398
1399                 /* Retry if something changed. */
1400                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1401                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1402                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1403                                                        &task->cpus_allowed) ||
1404                                      task_running(rq, task) ||
1405                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1406                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1407                                 later_rq = NULL;
1408                                 break;
1409                         }
1410                 }
1411
1412                 /*
1413                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1414                  * its earliest one has a later deadline than our
1415                  * task, the rq is a good one.
1416                  */
1417                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1418                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1419                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1420                         break;
1421
1422                 /* Otherwise we try again. */
1423                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1424                 later_rq = NULL;
1425         }
1426
1427         return later_rq;
1428 }
1429
1430 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1431 {
1432         struct task_struct *p;
1433
1434         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1435                 return NULL;
1436
1437         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1438                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1439
1440         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1441         BUG_ON(task_current(rq, p));
1442         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
1443
1444         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1445         BUG_ON(!dl_task(p));
1446
1447         return p;
1448 }
1449
1450 /*
1451  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1452  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1453  * and start executing.
1454  */
1455 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1456 {
1457         struct task_struct *next_task;
1458         struct rq *later_rq;
1459         int ret = 0;
1460
1461         if (!rq->dl.overloaded)
1462                 return 0;
1463
1464         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1465         if (!next_task)
1466                 return 0;
1467
1468 retry:
1469         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1470                 WARN_ON(1);
1471                 return 0;
1472         }
1473
1474         /*
1475          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1476          * can move away, it makes sense to just reschedule
1477          * without going further in pushing next_task.
1478          */
1479         if (dl_task(rq->curr) &&
1480             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1481             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
1482                 resched_curr(rq);
1483                 return 0;
1484         }
1485
1486         /* We might release rq lock */
1487         get_task_struct(next_task);
1488
1489         /* Will lock the rq it'll find */
1490         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1491         if (!later_rq) {
1492                 struct task_struct *task;
1493
1494                 /*
1495                  * We must check all this again, since
1496                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1497                  * then possible that next_task has migrated.
1498                  */
1499                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1500                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1501                         /*
1502                          * The task is still there. We don't try
1503                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1504                          */
1505                         goto out;
1506                 }
1507
1508                 if (!task)
1509                         /* No more tasks */
1510                         goto out;
1511
1512                 put_task_struct(next_task);
1513                 next_task = task;
1514                 goto retry;
1515         }
1516
1517         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1518         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1519         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1520         ret = 1;
1521
1522         resched_curr(later_rq);
1523
1524         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1525
1526 out:
1527         put_task_struct(next_task);
1528
1529         return ret;
1530 }
1531
1532 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1533 {
1534         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
1535         while (push_dl_task(rq))
1536                 ;
1537 }
1538
1539 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1540 {
1541         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
1542         struct task_struct *p;
1543         bool resched = false;
1544         struct rq *src_rq;
1545         u64 dmin = LONG_MAX;
1546
1547         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1548                 return;
1549
1550         /*
1551          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1552          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1553          */
1554         smp_rmb();
1555
1556         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1557                 if (this_cpu == cpu)
1558                         continue;
1559
1560                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1561
1562                 /*
1563                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1564                  * we are fine with this.
1565                  */
1566                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1567                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1568                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1569                         continue;
1570
1571                 /* Might drop this_rq->lock */
1572                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1573
1574                 /*
1575                  * If there are no more pullable tasks on the
1576                  * rq, we're done with it.
1577                  */
1578                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1579                         goto skip;
1580
1581                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
1582
1583                 /*
1584                  * We found a task to be pulled if:
1585                  *  - it preempts our current (if there's one),
1586                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1587                  */
1588                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1589                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1590                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1591                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1592                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1593                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1594
1595                         /*
1596                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1597                          * deadline than the current task of its runqueue.
1598                          */
1599                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1600                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1601                                 goto skip;
1602
1603                         resched = true;
1604
1605                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1606                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1607                         activate_task(this_rq, p, 0);
1608                         dmin = p->dl.deadline;
1609
1610                         /* Is there any other task even earlier? */
1611                 }
1612 skip:
1613                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1614         }
1615
1616         if (resched)
1617                 resched_curr(this_rq);
1618 }
1619
1620 /*
1621  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1622  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1623  */
1624 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1625 {
1626         if (!task_running(rq, p) &&
1627             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1628             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
1629             dl_task(rq->curr) &&
1630             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1631              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
1632                 push_dl_tasks(rq);
1633         }
1634 }
1635
1636 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1637                                 const struct cpumask *new_mask)
1638 {
1639         struct root_domain *src_rd;
1640         struct rq *rq;
1641
1642         BUG_ON(!dl_task(p));
1643
1644         rq = task_rq(p);
1645         src_rd = rq->rd;
1646         /*
1647          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
1648          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
1649          * update. We already made space for us in the destination
1650          * domain (see cpuset_can_attach()).
1651          */
1652         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
1653                 struct dl_bw *src_dl_b;
1654
1655                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
1656                 /*
1657                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
1658                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
1659                  * until we complete the update.
1660                  */
1661                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
1662                 __dl_clear(src_dl_b, p->dl.dl_bw);
1663                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
1664         }
1665
1666         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
1667 }
1668
1669 /* Assumes rq->lock is held */
1670 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1671 {
1672         if (rq->dl.overloaded)
1673                 dl_set_overload(rq);
1674
1675         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1676         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1677                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr, 1);
1678 }
1679
1680 /* Assumes rq->lock is held */
1681 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1682 {
1683         if (rq->dl.overloaded)
1684                 dl_clear_overload(rq);
1685
1686         cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
1687         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1688 }
1689
1690 void __init init_sched_dl_class(void)
1691 {
1692         unsigned int i;
1693
1694         for_each_possible_cpu(i)
1695                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1696                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1697 }
1698
1699 #endif /* CONFIG_SMP */
1700
1701 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1702 {
1703         /*
1704          * Start the deadline timer; if we switch back to dl before this we'll
1705          * continue consuming our current CBS slice. If we stay outside of
1706          * SCHED_DEADLINE until the deadline passes, the timer will reset the
1707          * task.
1708          */
1709         if (!start_dl_timer(p))
1710                 __dl_clear_params(p);
1711
1712         /*
1713          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1714          * this is the right place to try to pull some other one
1715          * from an overloaded cpu, if any.
1716          */
1717         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
1718                 return;
1719
1720         queue_pull_task(rq);
1721 }
1722
1723 /*
1724  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1725  * we try to push someone off, if possible.
1726  */
1727 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1728 {
1729         if (task_on_rq_queued(p) && rq->curr != p) {
1730 #ifdef CONFIG_SMP
1731                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
1732                         queue_push_tasks(rq);
1733 #else
1734                 if (dl_task(rq->curr))
1735                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1736                 else
1737                         resched_curr(rq);
1738 #endif
1739         }
1740 }
1741
1742 /*
1743  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
1744  * a push or pull operation might be needed.
1745  */
1746 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1747                             int oldprio)
1748 {
1749         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
1750 #ifdef CONFIG_SMP
1751                 /*
1752                  * This might be too much, but unfortunately
1753                  * we don't have the old deadline value, and
1754                  * we can't argue if the task is increasing
1755                  * or lowering its prio, so...
1756                  */
1757                 if (!rq->dl.overloaded)
1758                         queue_pull_task(rq);
1759
1760                 /*
1761                  * If we now have a earlier deadline task than p,
1762                  * then reschedule, provided p is still on this
1763                  * runqueue.
1764                  */
1765                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
1766                         resched_curr(rq);
1767 #else
1768                 /*
1769                  * Again, we don't know if p has a earlier
1770                  * or later deadline, so let's blindly set a
1771                  * (maybe not needed) rescheduling point.
1772                  */
1773                 resched_curr(rq);
1774 #endif /* CONFIG_SMP */
1775         }
1776 }
1777
1778 const struct sched_class dl_sched_class = {
1779         .next                   = &rt_sched_class,
1780         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1781         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1782         .yield_task             = yield_task_dl,
1783
1784         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1785
1786         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1787         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1788
1789 #ifdef CONFIG_SMP
1790         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1791         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1792         .rq_online              = rq_online_dl,
1793         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1794         .task_woken             = task_woken_dl,
1795 #endif
1796
1797         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1798         .task_tick              = task_tick_dl,
1799         .task_fork              = task_fork_dl,
1800         .task_dead              = task_dead_dl,
1801
1802         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1803         .switched_from          = switched_from_dl,
1804         .switched_to            = switched_to_dl,
1805
1806         .update_curr            = update_curr_dl,
1807 };
1808
1809 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1810 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
1811
1812 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1813 {
1814         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
1815 }
1816 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */