Merge tag 'sched-urgent-2020-11-22' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / kernel / sched / deadline.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Deadline Scheduling Class (SCHED_DEADLINE)
4  *
5  * Earliest Deadline First (EDF) + Constant Bandwidth Server (CBS).
6  *
7  * Tasks that periodically executes their instances for less than their
8  * runtime won't miss any of their deadlines.
9  * Tasks that are not periodic or sporadic or that tries to execute more
10  * than their reserved bandwidth will be slowed down (and may potentially
11  * miss some of their deadlines), and won't affect any other task.
12  *
13  * Copyright (C) 2012 Dario Faggioli <raistlin@linux.it>,
14  *                    Juri Lelli <juri.lelli@gmail.com>,
15  *                    Michael Trimarchi <michael@amarulasolutions.com>,
16  *                    Fabio Checconi <fchecconi@gmail.com>
17  */
18 #include "sched.h"
19 #include "pelt.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 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
47 static inline struct sched_dl_entity *pi_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
48 {
49         return dl_se->pi_se;
50 }
51
52 static inline bool is_dl_boosted(struct sched_dl_entity *dl_se)
53 {
54         return pi_of(dl_se) != dl_se;
55 }
56 #else
57 static inline struct sched_dl_entity *pi_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
58 {
59         return dl_se;
60 }
61
62 static inline bool is_dl_boosted(struct sched_dl_entity *dl_se)
63 {
64         return false;
65 }
66 #endif
67
68 #ifdef CONFIG_SMP
69 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
70 {
71         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
72                          "sched RCU must be held");
73         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
74 }
75
76 static inline int dl_bw_cpus(int i)
77 {
78         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
79         int cpus;
80
81         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
82                          "sched RCU must be held");
83
84         if (cpumask_subset(rd->span, cpu_active_mask))
85                 return cpumask_weight(rd->span);
86
87         cpus = 0;
88
89         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
90                 cpus++;
91
92         return cpus;
93 }
94
95 static inline unsigned long __dl_bw_capacity(int i)
96 {
97         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
98         unsigned long cap = 0;
99
100         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
101                          "sched RCU must be held");
102
103         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
104                 cap += capacity_orig_of(i);
105
106         return cap;
107 }
108
109 /*
110  * XXX Fix: If 'rq->rd == def_root_domain' perform AC against capacity
111  * of the CPU the task is running on rather rd's \Sum CPU capacity.
112  */
113 static inline unsigned long dl_bw_capacity(int i)
114 {
115         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity) &&
116             capacity_orig_of(i) == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
117                 return dl_bw_cpus(i) << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
118         } else {
119                 return __dl_bw_capacity(i);
120         }
121 }
122 #else
123 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
124 {
125         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
126 }
127
128 static inline int dl_bw_cpus(int i)
129 {
130         return 1;
131 }
132
133 static inline unsigned long dl_bw_capacity(int i)
134 {
135         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
136 }
137 #endif
138
139 static inline
140 void __add_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
141 {
142         u64 old = dl_rq->running_bw;
143
144         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
145         dl_rq->running_bw += dl_bw;
146         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw < old); /* overflow */
147         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
148         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
149         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
150 }
151
152 static inline
153 void __sub_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
154 {
155         u64 old = dl_rq->running_bw;
156
157         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
158         dl_rq->running_bw -= dl_bw;
159         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > old); /* underflow */
160         if (dl_rq->running_bw > old)
161                 dl_rq->running_bw = 0;
162         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
163         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
164 }
165
166 static inline
167 void __add_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
168 {
169         u64 old = dl_rq->this_bw;
170
171         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
172         dl_rq->this_bw += dl_bw;
173         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw < old); /* overflow */
174 }
175
176 static inline
177 void __sub_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
178 {
179         u64 old = dl_rq->this_bw;
180
181         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
182         dl_rq->this_bw -= dl_bw;
183         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw > old); /* underflow */
184         if (dl_rq->this_bw > old)
185                 dl_rq->this_bw = 0;
186         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
187 }
188
189 static inline
190 void add_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
191 {
192         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
193                 __add_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
194 }
195
196 static inline
197 void sub_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
198 {
199         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
200                 __sub_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
201 }
202
203 static inline
204 void add_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
205 {
206         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
207                 __add_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
208 }
209
210 static inline
211 void sub_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
212 {
213         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
214                 __sub_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
215 }
216
217 static void dl_change_utilization(struct task_struct *p, u64 new_bw)
218 {
219         struct rq *rq;
220
221         BUG_ON(p->dl.flags & SCHED_FLAG_SUGOV);
222
223         if (task_on_rq_queued(p))
224                 return;
225
226         rq = task_rq(p);
227         if (p->dl.dl_non_contending) {
228                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
229                 p->dl.dl_non_contending = 0;
230                 /*
231                  * If the timer handler is currently running and the
232                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
233                  * will see that dl_not_contending is not set, and
234                  * will not touch the rq's active utilization,
235                  * so we are still safe.
236                  */
237                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
238                         put_task_struct(p);
239         }
240         __sub_rq_bw(p->dl.dl_bw, &rq->dl);
241         __add_rq_bw(new_bw, &rq->dl);
242 }
243
244 /*
245  * The utilization of a task cannot be immediately removed from
246  * the rq active utilization (running_bw) when the task blocks.
247  * Instead, we have to wait for the so called "0-lag time".
248  *
249  * If a task blocks before the "0-lag time", a timer (the inactive
250  * timer) is armed, and running_bw is decreased when the timer
251  * fires.
252  *
253  * If the task wakes up again before the inactive timer fires,
254  * the timer is cancelled, whereas if the task wakes up after the
255  * inactive timer fired (and running_bw has been decreased) the
256  * task's utilization has to be added to running_bw again.
257  * A flag in the deadline scheduling entity (dl_non_contending)
258  * is used to avoid race conditions between the inactive timer handler
259  * and task wakeups.
260  *
261  * The following diagram shows how running_bw is updated. A task is
262  * "ACTIVE" when its utilization contributes to running_bw; an
263  * "ACTIVE contending" task is in the TASK_RUNNING state, while an
264  * "ACTIVE non contending" task is a blocked task for which the "0-lag time"
265  * has not passed yet. An "INACTIVE" task is a task for which the "0-lag"
266  * time already passed, which does not contribute to running_bw anymore.
267  *                              +------------------+
268  *             wakeup           |    ACTIVE        |
269  *          +------------------>+   contending     |
270  *          | add_running_bw    |                  |
271  *          |                   +----+------+------+
272  *          |                        |      ^
273  *          |                dequeue |      |
274  * +--------+-------+                |      |
275  * |                |   t >= 0-lag   |      | wakeup
276  * |    INACTIVE    |<---------------+      |
277  * |                | sub_running_bw |      |
278  * +--------+-------+                |      |
279  *          ^                        |      |
280  *          |              t < 0-lag |      |
281  *          |                        |      |
282  *          |                        V      |
283  *          |                   +----+------+------+
284  *          | sub_running_bw    |    ACTIVE        |
285  *          +-------------------+                  |
286  *            inactive timer    |  non contending  |
287  *            fired             +------------------+
288  *
289  * The task_non_contending() function is invoked when a task
290  * blocks, and checks if the 0-lag time already passed or
291  * not (in the first case, it directly updates running_bw;
292  * in the second case, it arms the inactive timer).
293  *
294  * The task_contending() function is invoked when a task wakes
295  * up, and checks if the task is still in the "ACTIVE non contending"
296  * state or not (in the second case, it updates running_bw).
297  */
298 static void task_non_contending(struct task_struct *p)
299 {
300         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
301         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
302         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
303         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
304         s64 zerolag_time;
305
306         /*
307          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
308          * do nothing
309          */
310         if (dl_se->dl_runtime == 0)
311                 return;
312
313         if (dl_entity_is_special(dl_se))
314                 return;
315
316         WARN_ON(dl_se->dl_non_contending);
317
318         zerolag_time = dl_se->deadline -
319                  div64_long((dl_se->runtime * dl_se->dl_period),
320                         dl_se->dl_runtime);
321
322         /*
323          * Using relative times instead of the absolute "0-lag time"
324          * allows to simplify the code
325          */
326         zerolag_time -= rq_clock(rq);
327
328         /*
329          * If the "0-lag time" already passed, decrease the active
330          * utilization now, instead of starting a timer
331          */
332         if ((zerolag_time < 0) || hrtimer_active(&dl_se->inactive_timer)) {
333                 if (dl_task(p))
334                         sub_running_bw(dl_se, dl_rq);
335                 if (!dl_task(p) || p->state == TASK_DEAD) {
336                         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
337
338                         if (p->state == TASK_DEAD)
339                                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
340                         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
341                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
342                         __dl_clear_params(p);
343                         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
344                 }
345
346                 return;
347         }
348
349         dl_se->dl_non_contending = 1;
350         get_task_struct(p);
351         hrtimer_start(timer, ns_to_ktime(zerolag_time), HRTIMER_MODE_REL_HARD);
352 }
353
354 static void task_contending(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
355 {
356         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
357
358         /*
359          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
360          * do nothing
361          */
362         if (dl_se->dl_runtime == 0)
363                 return;
364
365         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
366                 add_rq_bw(dl_se, dl_rq);
367
368         if (dl_se->dl_non_contending) {
369                 dl_se->dl_non_contending = 0;
370                 /*
371                  * If the timer handler is currently running and the
372                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
373                  * will see that dl_not_contending is not set, and
374                  * will not touch the rq's active utilization,
375                  * so we are still safe.
376                  */
377                 if (hrtimer_try_to_cancel(&dl_se->inactive_timer) == 1)
378                         put_task_struct(dl_task_of(dl_se));
379         } else {
380                 /*
381                  * Since "dl_non_contending" is not set, the
382                  * task's utilization has already been removed from
383                  * active utilization (either when the task blocked,
384                  * when the "inactive timer" fired).
385                  * So, add it back.
386                  */
387                 add_running_bw(dl_se, dl_rq);
388         }
389 }
390
391 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
392 {
393         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
394
395         return dl_rq->root.rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
396 }
397
398 static void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq);
399
400 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
401 {
402         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
403         dl_b->dl_period = period;
404         dl_b->dl_runtime = runtime;
405 }
406
407 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
408 {
409         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
410         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
411         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
412                 dl_b->bw = -1;
413         else
414                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
415         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
416         dl_b->total_bw = 0;
417 }
418
419 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
420 {
421         dl_rq->root = RB_ROOT_CACHED;
422
423 #ifdef CONFIG_SMP
424         /* zero means no -deadline tasks */
425         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
426
427         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
428         dl_rq->overloaded = 0;
429         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT_CACHED;
430 #else
431         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
432 #endif
433
434         dl_rq->running_bw = 0;
435         dl_rq->this_bw = 0;
436         init_dl_rq_bw_ratio(dl_rq);
437 }
438
439 #ifdef CONFIG_SMP
440
441 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
442 {
443         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
444 }
445
446 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
447 {
448         if (!rq->online)
449                 return;
450
451         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
452         /*
453          * Must be visible before the overload count is
454          * set (as in sched_rt.c).
455          *
456          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
457          */
458         smp_wmb();
459         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
460 }
461
462 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
463 {
464         if (!rq->online)
465                 return;
466
467         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
468         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
469 }
470
471 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
472 {
473         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
474                 if (!dl_rq->overloaded) {
475                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
476                         dl_rq->overloaded = 1;
477                 }
478         } else if (dl_rq->overloaded) {
479                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
480                 dl_rq->overloaded = 0;
481         }
482 }
483
484 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
485 {
486         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
487
488         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
489                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
490
491         update_dl_migration(dl_rq);
492 }
493
494 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
495 {
496         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
497
498         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
499                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
500
501         update_dl_migration(dl_rq);
502 }
503
504 /*
505  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
506  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
507  */
508 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
509 {
510         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
511         struct rb_node **link = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_root.rb_node;
512         struct rb_node *parent = NULL;
513         struct task_struct *entry;
514         bool leftmost = true;
515
516         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
517
518         while (*link) {
519                 parent = *link;
520                 entry = rb_entry(parent, struct task_struct,
521                                  pushable_dl_tasks);
522                 if (dl_entity_preempt(&p->dl, &entry->dl))
523                         link = &parent->rb_left;
524                 else {
525                         link = &parent->rb_right;
526                         leftmost = false;
527                 }
528         }
529
530         if (leftmost)
531                 dl_rq->earliest_dl.next = p->dl.deadline;
532
533         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
534         rb_insert_color_cached(&p->pushable_dl_tasks,
535                                &dl_rq->pushable_dl_tasks_root, leftmost);
536 }
537
538 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
539 {
540         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
541
542         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
543                 return;
544
545         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
546                 struct rb_node *next_node;
547
548                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
549                 if (next_node) {
550                         dl_rq->earliest_dl.next = rb_entry(next_node,
551                                 struct task_struct, pushable_dl_tasks)->dl.deadline;
552                 }
553         }
554
555         rb_erase_cached(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
556         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
557 }
558
559 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
560 {
561         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_root);
562 }
563
564 static int push_dl_task(struct rq *rq);
565
566 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
567 {
568         return dl_task(prev);
569 }
570
571 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
572 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
573
574 static void push_dl_tasks(struct rq *);
575 static void pull_dl_task(struct rq *);
576
577 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
578 {
579         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
580                 return;
581
582         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
583 }
584
585 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
586 {
587         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
588 }
589
590 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
591
592 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
593 {
594         struct rq *later_rq = NULL;
595         struct dl_bw *dl_b;
596
597         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
598         if (!later_rq) {
599                 int cpu;
600
601                 /*
602                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
603                  * online CPU:
604                  */
605                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, p->cpus_ptr);
606                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
607                         /*
608                          * Failed to find any suitable CPU.
609                          * The task will never come back!
610                          */
611                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
612
613                         /*
614                          * If admission control is disabled we
615                          * try a little harder to let the task
616                          * run.
617                          */
618                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
619                 }
620                 later_rq = cpu_rq(cpu);
621                 double_lock_balance(rq, later_rq);
622         }
623
624         if (p->dl.dl_non_contending || p->dl.dl_throttled) {
625                 /*
626                  * Inactive timer is armed (or callback is running, but
627                  * waiting for us to release rq locks). In any case, when it
628                  * will fire (or continue), it will see running_bw of this
629                  * task migrated to later_rq (and correctly handle it).
630                  */
631                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
632                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
633
634                 add_rq_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
635                 add_running_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
636         } else {
637                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
638                 add_rq_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
639         }
640
641         /*
642          * And we finally need to fixup root_domain(s) bandwidth accounting,
643          * since p is still hanging out in the old (now moved to default) root
644          * domain.
645          */
646         dl_b = &rq->rd->dl_bw;
647         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
648         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(rq->rd->span));
649         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
650
651         dl_b = &later_rq->rd->dl_bw;
652         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
653         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(later_rq->rd->span));
654         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
655
656         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
657         double_unlock_balance(later_rq, rq);
658
659         return later_rq;
660 }
661
662 #else
663
664 static inline
665 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
666 {
667 }
668
669 static inline
670 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
671 {
672 }
673
674 static inline
675 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
676 {
677 }
678
679 static inline
680 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
681 {
682 }
683
684 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
685 {
686         return false;
687 }
688
689 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
690 {
691 }
692
693 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
694 {
695 }
696
697 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
698 {
699 }
700 #endif /* CONFIG_SMP */
701
702 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
703 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
704 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
705
706 /*
707  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
708  * and this means that:
709  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
710  *    current time + relative deadline;
711  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
712  *
713  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
714  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
715  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
716  * parameters.
717  */
718 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
719 {
720         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
721         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
722
723         WARN_ON(is_dl_boosted(dl_se));
724         WARN_ON(dl_time_before(rq_clock(rq), dl_se->deadline));
725
726         /*
727          * We are racing with the deadline timer. So, do nothing because
728          * the deadline timer handler will take care of properly recharging
729          * the runtime and postponing the deadline
730          */
731         if (dl_se->dl_throttled)
732                 return;
733
734         /*
735          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
736          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
737          * spent on hardirq context, etc.).
738          */
739         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + dl_se->dl_deadline;
740         dl_se->runtime = dl_se->dl_runtime;
741 }
742
743 /*
744  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
745  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
746  * exhausting its runtime.
747  *
748  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
749  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
750  * other entities.
751  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
752  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
753  *
754  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
755  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
756  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
757  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
758  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
759  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
760  */
761 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
762 {
763         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
764         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
765
766         BUG_ON(pi_of(dl_se)->dl_runtime <= 0);
767
768         /*
769          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
770          * Just go with full inherited parameters.
771          */
772         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
773                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_of(dl_se)->dl_deadline;
774                 dl_se->runtime = pi_of(dl_se)->dl_runtime;
775         }
776
777         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
778                 dl_se->runtime = 0;
779
780         /*
781          * We keep moving the deadline away until we get some
782          * available runtime for the entity. This ensures correct
783          * handling of situations where the runtime overrun is
784          * arbitrary large.
785          */
786         while (dl_se->runtime <= 0) {
787                 dl_se->deadline += pi_of(dl_se)->dl_period;
788                 dl_se->runtime += pi_of(dl_se)->dl_runtime;
789         }
790
791         /*
792          * At this point, the deadline really should be "in
793          * the future" with respect to rq->clock. If it's
794          * not, we are, for some reason, lagging too much!
795          * Anyway, after having warn userspace abut that,
796          * we still try to keep the things running by
797          * resetting the deadline and the budget of the
798          * entity.
799          */
800         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
801                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
802                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_of(dl_se)->dl_deadline;
803                 dl_se->runtime = pi_of(dl_se)->dl_runtime;
804         }
805
806         if (dl_se->dl_yielded)
807                 dl_se->dl_yielded = 0;
808         if (dl_se->dl_throttled)
809                 dl_se->dl_throttled = 0;
810 }
811
812 /*
813  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
814  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
815  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
816  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
817  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
818  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
819  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
820  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
821  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
822  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
823  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
824  * Documentation/scheduler/sched-deadline.rst for more information).
825  *
826  * This function returns true if:
827  *
828  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline ,
829  *
830  * IOW we can't recycle current parameters.
831  *
832  * Notice that the bandwidth check is done against the deadline. For
833  * task with deadline equal to period this is the same of using
834  * dl_period instead of dl_deadline in the equation above.
835  */
836 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se, u64 t)
837 {
838         u64 left, right;
839
840         /*
841          * left and right are the two sides of the equation above,
842          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
843          * of divisions.
844          *
845          * Note that none of the time values involved in the two
846          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
847          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
848          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
849          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
850          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
851          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
852          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
853          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
854          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
855          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
856          * (but still we want to give the user that illusion >;).
857          */
858         left = (pi_of(dl_se)->dl_deadline >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
859         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
860                 (pi_of(dl_se)->dl_runtime >> DL_SCALE);
861
862         return dl_time_before(right, left);
863 }
864
865 /*
866  * Revised wakeup rule [1]: For self-suspending tasks, rather then
867  * re-initializing task's runtime and deadline, the revised wakeup
868  * rule adjusts the task's runtime to avoid the task to overrun its
869  * density.
870  *
871  * Reasoning: a task may overrun the density if:
872  *    runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline
873  *
874  * Therefore, runtime can be adjusted to:
875  *     runtime = (dl_runtime / dl_deadline) * (deadline - t)
876  *
877  * In such way that runtime will be equal to the maximum density
878  * the task can use without breaking any rule.
879  *
880  * [1] Luca Abeni, Giuseppe Lipari, and Juri Lelli. 2015. Constant
881  * bandwidth server revisited. SIGBED Rev. 11, 4 (January 2015), 19-24.
882  */
883 static void
884 update_dl_revised_wakeup(struct sched_dl_entity *dl_se, struct rq *rq)
885 {
886         u64 laxity = dl_se->deadline - rq_clock(rq);
887
888         /*
889          * If the task has deadline < period, and the deadline is in the past,
890          * it should already be throttled before this check.
891          *
892          * See update_dl_entity() comments for further details.
893          */
894         WARN_ON(dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)));
895
896         dl_se->runtime = (dl_se->dl_density * laxity) >> BW_SHIFT;
897 }
898
899 /*
900  * Regarding the deadline, a task with implicit deadline has a relative
901  * deadline == relative period. A task with constrained deadline has a
902  * relative deadline <= relative period.
903  *
904  * We support constrained deadline tasks. However, there are some restrictions
905  * applied only for tasks which do not have an implicit deadline. See
906  * update_dl_entity() to know more about such restrictions.
907  *
908  * The dl_is_implicit() returns true if the task has an implicit deadline.
909  */
910 static inline bool dl_is_implicit(struct sched_dl_entity *dl_se)
911 {
912         return dl_se->dl_deadline == dl_se->dl_period;
913 }
914
915 /*
916  * When a deadline entity is placed in the runqueue, its runtime and deadline
917  * might need to be updated. This is done by a CBS wake up rule. There are two
918  * different rules: 1) the original CBS; and 2) the Revisited CBS.
919  *
920  * When the task is starting a new period, the Original CBS is used. In this
921  * case, the runtime is replenished and a new absolute deadline is set.
922  *
923  * When a task is queued before the begin of the next period, using the
924  * remaining runtime and deadline could make the entity to overflow, see
925  * dl_entity_overflow() to find more about runtime overflow. When such case
926  * is detected, the runtime and deadline need to be updated.
927  *
928  * If the task has an implicit deadline, i.e., deadline == period, the Original
929  * CBS is applied. the runtime is replenished and a new absolute deadline is
930  * set, as in the previous cases.
931  *
932  * However, the Original CBS does not work properly for tasks with
933  * deadline < period, which are said to have a constrained deadline. By
934  * applying the Original CBS, a constrained deadline task would be able to run
935  * runtime/deadline in a period. With deadline < period, the task would
936  * overrun the runtime/period allowed bandwidth, breaking the admission test.
937  *
938  * In order to prevent this misbehave, the Revisited CBS is used for
939  * constrained deadline tasks when a runtime overflow is detected. In the
940  * Revisited CBS, rather than replenishing & setting a new absolute deadline,
941  * the remaining runtime of the task is reduced to avoid runtime overflow.
942  * Please refer to the comments update_dl_revised_wakeup() function to find
943  * more about the Revised CBS rule.
944  */
945 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
946 {
947         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
948         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
949
950         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
951             dl_entity_overflow(dl_se, rq_clock(rq))) {
952
953                 if (unlikely(!dl_is_implicit(dl_se) &&
954                              !dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
955                              !is_dl_boosted(dl_se))) {
956                         update_dl_revised_wakeup(dl_se, rq);
957                         return;
958                 }
959
960                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_of(dl_se)->dl_deadline;
961                 dl_se->runtime = pi_of(dl_se)->dl_runtime;
962         }
963 }
964
965 static inline u64 dl_next_period(struct sched_dl_entity *dl_se)
966 {
967         return dl_se->deadline - dl_se->dl_deadline + dl_se->dl_period;
968 }
969
970 /*
971  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
972  * while waiting for some new execution time to become available, we
973  * set the bandwidth replenishment timer to the replenishment instant
974  * and try to activate it.
975  *
976  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
977  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
978  * the future or in the past).
979  */
980 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
981 {
982         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
983         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
984         struct rq *rq = task_rq(p);
985         ktime_t now, act;
986         s64 delta;
987
988         lockdep_assert_held(&rq->lock);
989
990         /*
991          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
992          * that it is actually coming from rq->clock and not from
993          * hrtimer's time base reading.
994          */
995         act = ns_to_ktime(dl_next_period(dl_se));
996         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
997         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
998         act = ktime_add_ns(act, delta);
999
1000         /*
1001          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
1002          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
1003          * start the timer in the past!
1004          */
1005         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
1006                 return 0;
1007
1008         /*
1009          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
1010          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
1011          *
1012          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
1013          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
1014          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
1015          * and observe our state.
1016          */
1017         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
1018                 get_task_struct(p);
1019                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS_HARD);
1020         }
1021
1022         return 1;
1023 }
1024
1025 /*
1026  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
1027  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
1028  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
1029  *
1030  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
1031  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
1032  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
1033  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
1034  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
1035  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
1036  * next call to enqueue_task_dl().
1037  */
1038 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
1039 {
1040         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1041                                                      struct sched_dl_entity,
1042                                                      dl_timer);
1043         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1044         struct rq_flags rf;
1045         struct rq *rq;
1046
1047         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1048
1049         /*
1050          * The task might have changed its scheduling policy to something
1051          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_from_dl()).
1052          */
1053         if (!dl_task(p))
1054                 goto unlock;
1055
1056         /*
1057          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
1058          * boosting/deboosting path, its not throttled.
1059          */
1060         if (is_dl_boosted(dl_se))
1061                 goto unlock;
1062
1063         /*
1064          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
1065          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
1066          */
1067         if (!dl_se->dl_throttled)
1068                 goto unlock;
1069
1070         sched_clock_tick();
1071         update_rq_clock(rq);
1072
1073         /*
1074          * If the throttle happened during sched-out; like:
1075          *
1076          *   schedule()
1077          *     deactivate_task()
1078          *       dequeue_task_dl()
1079          *         update_curr_dl()
1080          *           start_dl_timer()
1081          *         __dequeue_task_dl()
1082          *     prev->on_rq = 0;
1083          *
1084          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
1085          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
1086          */
1087         if (!task_on_rq_queued(p)) {
1088                 replenish_dl_entity(dl_se);
1089                 goto unlock;
1090         }
1091
1092 #ifdef CONFIG_SMP
1093         if (unlikely(!rq->online)) {
1094                 /*
1095                  * If the runqueue is no longer available, migrate the
1096                  * task elsewhere. This necessarily changes rq.
1097                  */
1098                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1099                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
1100                 rf.cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1101                 update_rq_clock(rq);
1102
1103                 /*
1104                  * Now that the task has been migrated to the new RQ and we
1105                  * have that locked, proceed as normal and enqueue the task
1106                  * there.
1107                  */
1108         }
1109 #endif
1110
1111         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
1112         if (dl_task(rq->curr))
1113                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1114         else
1115                 resched_curr(rq);
1116
1117 #ifdef CONFIG_SMP
1118         /*
1119          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
1120          * to kick someone away.
1121          */
1122         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
1123                 /*
1124                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
1125                  * rq->lock.
1126                  */
1127                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1128                 push_dl_task(rq);
1129                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1130         }
1131 #endif
1132
1133 unlock:
1134         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1135
1136         /*
1137          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
1138          * anything related to that after this.
1139          */
1140         put_task_struct(p);
1141
1142         return HRTIMER_NORESTART;
1143 }
1144
1145 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1146 {
1147         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
1148
1149         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
1150         timer->function = dl_task_timer;
1151 }
1152
1153 /*
1154  * During the activation, CBS checks if it can reuse the current task's
1155  * runtime and period. If the deadline of the task is in the past, CBS
1156  * cannot use the runtime, and so it replenishes the task. This rule
1157  * works fine for implicit deadline tasks (deadline == period), and the
1158  * CBS was designed for implicit deadline tasks. However, a task with
1159  * constrained deadline (deadline < period) might be awakened after the
1160  * deadline, but before the next period. In this case, replenishing the
1161  * task would allow it to run for runtime / deadline. As in this case
1162  * deadline < period, CBS enables a task to run for more than the
1163  * runtime / period. In a very loaded system, this can cause a domino
1164  * effect, making other tasks miss their deadlines.
1165  *
1166  * To avoid this problem, in the activation of a constrained deadline
1167  * task after the deadline but before the next period, throttle the
1168  * task and set the replenishing timer to the begin of the next period,
1169  * unless it is boosted.
1170  */
1171 static inline void dl_check_constrained_dl(struct sched_dl_entity *dl_se)
1172 {
1173         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1174         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se));
1175
1176         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
1177             dl_time_before(rq_clock(rq), dl_next_period(dl_se))) {
1178                 if (unlikely(is_dl_boosted(dl_se) || !start_dl_timer(p)))
1179                         return;
1180                 dl_se->dl_throttled = 1;
1181                 if (dl_se->runtime > 0)
1182                         dl_se->runtime = 0;
1183         }
1184 }
1185
1186 static
1187 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
1188 {
1189         return (dl_se->runtime <= 0);
1190 }
1191
1192 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
1193
1194 /*
1195  * This function implements the GRUB accounting rule:
1196  * according to the GRUB reclaiming algorithm, the runtime is
1197  * not decreased as "dq = -dt", but as
1198  * "dq = -max{u / Umax, (1 - Uinact - Uextra)} dt",
1199  * where u is the utilization of the task, Umax is the maximum reclaimable
1200  * utilization, Uinact is the (per-runqueue) inactive utilization, computed
1201  * as the difference between the "total runqueue utilization" and the
1202  * runqueue active utilization, and Uextra is the (per runqueue) extra
1203  * reclaimable utilization.
1204  * Since rq->dl.running_bw and rq->dl.this_bw contain utilizations
1205  * multiplied by 2^BW_SHIFT, the result has to be shifted right by
1206  * BW_SHIFT.
1207  * Since rq->dl.bw_ratio contains 1 / Umax multipled by 2^RATIO_SHIFT,
1208  * dl_bw is multiped by rq->dl.bw_ratio and shifted right by RATIO_SHIFT.
1209  * Since delta is a 64 bit variable, to have an overflow its value
1210  * should be larger than 2^(64 - 20 - 8), which is more than 64 seconds.
1211  * So, overflow is not an issue here.
1212  */
1213 static u64 grub_reclaim(u64 delta, struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1214 {
1215         u64 u_inact = rq->dl.this_bw - rq->dl.running_bw; /* Utot - Uact */
1216         u64 u_act;
1217         u64 u_act_min = (dl_se->dl_bw * rq->dl.bw_ratio) >> RATIO_SHIFT;
1218
1219         /*
1220          * Instead of computing max{u * bw_ratio, (1 - u_inact - u_extra)},
1221          * we compare u_inact + rq->dl.extra_bw with
1222          * 1 - (u * rq->dl.bw_ratio >> RATIO_SHIFT), because
1223          * u_inact + rq->dl.extra_bw can be larger than
1224          * 1 * (so, 1 - u_inact - rq->dl.extra_bw would be negative
1225          * leading to wrong results)
1226          */
1227         if (u_inact + rq->dl.extra_bw > BW_UNIT - u_act_min)
1228                 u_act = u_act_min;
1229         else
1230                 u_act = BW_UNIT - u_inact - rq->dl.extra_bw;
1231
1232         return (delta * u_act) >> BW_SHIFT;
1233 }
1234
1235 /*
1236  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
1237  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
1238  */
1239 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
1240 {
1241         struct task_struct *curr = rq->curr;
1242         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
1243         u64 delta_exec, scaled_delta_exec;
1244         int cpu = cpu_of(rq);
1245         u64 now;
1246
1247         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
1248                 return;
1249
1250         /*
1251          * Consumed budget is computed considering the time as
1252          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
1253          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
1254          * computed using hard walltime. This seems to be the more
1255          * natural solution, but the full ramifications of this
1256          * approach need further study.
1257          */
1258         now = rq_clock_task(rq);
1259         delta_exec = now - curr->se.exec_start;
1260         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
1261                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
1262                         goto throttle;
1263                 return;
1264         }
1265
1266         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
1267                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
1268
1269         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
1270         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
1271
1272         curr->se.exec_start = now;
1273         cgroup_account_cputime(curr, delta_exec);
1274
1275         if (dl_entity_is_special(dl_se))
1276                 return;
1277
1278         /*
1279          * For tasks that participate in GRUB, we implement GRUB-PA: the
1280          * spare reclaimed bandwidth is used to clock down frequency.
1281          *
1282          * For the others, we still need to scale reservation parameters
1283          * according to current frequency and CPU maximum capacity.
1284          */
1285         if (unlikely(dl_se->flags & SCHED_FLAG_RECLAIM)) {
1286                 scaled_delta_exec = grub_reclaim(delta_exec,
1287                                                  rq,
1288                                                  &curr->dl);
1289         } else {
1290                 unsigned long scale_freq = arch_scale_freq_capacity(cpu);
1291                 unsigned long scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
1292
1293                 scaled_delta_exec = cap_scale(delta_exec, scale_freq);
1294                 scaled_delta_exec = cap_scale(scaled_delta_exec, scale_cpu);
1295         }
1296
1297         dl_se->runtime -= scaled_delta_exec;
1298
1299 throttle:
1300         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
1301                 dl_se->dl_throttled = 1;
1302
1303                 /* If requested, inform the user about runtime overruns. */
1304                 if (dl_runtime_exceeded(dl_se) &&
1305                     (dl_se->flags & SCHED_FLAG_DL_OVERRUN))
1306                         dl_se->dl_overrun = 1;
1307
1308                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
1309                 if (unlikely(is_dl_boosted(dl_se) || !start_dl_timer(curr)))
1310                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
1311
1312                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
1313                         resched_curr(rq);
1314         }
1315
1316         /*
1317          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
1318          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
1319          * would be able to exceed the shared quota.
1320          *
1321          * Account to the root rt group for now.
1322          *
1323          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
1324          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
1325          * out before that can happen.
1326          */
1327         if (rt_bandwidth_enabled()) {
1328                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
1329
1330                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1331                 /*
1332                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
1333                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
1334                  * bandwidth is relevant.
1335                  */
1336                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
1337                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
1338                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1339         }
1340 }
1341
1342 static enum hrtimer_restart inactive_task_timer(struct hrtimer *timer)
1343 {
1344         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1345                                                      struct sched_dl_entity,
1346                                                      inactive_timer);
1347         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1348         struct rq_flags rf;
1349         struct rq *rq;
1350
1351         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1352
1353         sched_clock_tick();
1354         update_rq_clock(rq);
1355
1356         if (!dl_task(p) || p->state == TASK_DEAD) {
1357                 struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1358
1359                 if (p->state == TASK_DEAD && dl_se->dl_non_contending) {
1360                         sub_running_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1361                         sub_rq_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1362                         dl_se->dl_non_contending = 0;
1363                 }
1364
1365                 raw_spin_lock(&dl_b->lock);
1366                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
1367                 raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
1368                 __dl_clear_params(p);
1369
1370                 goto unlock;
1371         }
1372         if (dl_se->dl_non_contending == 0)
1373                 goto unlock;
1374
1375         sub_running_bw(dl_se, &rq->dl);
1376         dl_se->dl_non_contending = 0;
1377 unlock:
1378         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1379         put_task_struct(p);
1380
1381         return HRTIMER_NORESTART;
1382 }
1383
1384 void init_dl_inactive_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1385 {
1386         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
1387
1388         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
1389         timer->function = inactive_task_timer;
1390 }
1391
1392 #ifdef CONFIG_SMP
1393
1394 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1395 {
1396         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1397
1398         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
1399             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
1400                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
1401                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline);
1402         }
1403 }
1404
1405 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1406 {
1407         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1408
1409         /*
1410          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
1411          * task we must recompute them.
1412          */
1413         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
1414                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
1415                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
1416                 cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1417         } else {
1418                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->root.rb_leftmost;
1419                 struct sched_dl_entity *entry;
1420
1421                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
1422                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
1423                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline);
1424         }
1425 }
1426
1427 #else
1428
1429 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1430 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1431
1432 #endif /* CONFIG_SMP */
1433
1434 static inline
1435 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1436 {
1437         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1438         u64 deadline = dl_se->deadline;
1439
1440         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1441         dl_rq->dl_nr_running++;
1442         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1443
1444         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
1445         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1446 }
1447
1448 static inline
1449 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1450 {
1451         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1452
1453         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1454         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
1455         dl_rq->dl_nr_running--;
1456         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1457
1458         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
1459         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1460 }
1461
1462 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1463 {
1464         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1465         struct rb_node **link = &dl_rq->root.rb_root.rb_node;
1466         struct rb_node *parent = NULL;
1467         struct sched_dl_entity *entry;
1468         int leftmost = 1;
1469
1470         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
1471
1472         while (*link) {
1473                 parent = *link;
1474                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
1475                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
1476                         link = &parent->rb_left;
1477                 else {
1478                         link = &parent->rb_right;
1479                         leftmost = 0;
1480                 }
1481         }
1482
1483         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
1484         rb_insert_color_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root, leftmost);
1485
1486         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1487 }
1488
1489 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1490 {
1491         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1492
1493         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
1494                 return;
1495
1496         rb_erase_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root);
1497         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
1498
1499         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1500 }
1501
1502 static void
1503 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
1504 {
1505         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
1506
1507         /*
1508          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
1509          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
1510          * we want a replenishment of its runtime.
1511          */
1512         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1513                 task_contending(dl_se, flags);
1514                 update_dl_entity(dl_se);
1515         } else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH) {
1516                 replenish_dl_entity(dl_se);
1517         } else if ((flags & ENQUEUE_RESTORE) &&
1518                   dl_time_before(dl_se->deadline,
1519                                  rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se))))) {
1520                 setup_new_dl_entity(dl_se);
1521         }
1522
1523         __enqueue_dl_entity(dl_se);
1524 }
1525
1526 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1527 {
1528         __dequeue_dl_entity(dl_se);
1529 }
1530
1531 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1532 {
1533         if (is_dl_boosted(&p->dl)) {
1534                 /*
1535                  * Because of delays in the detection of the overrun of a
1536                  * thread's runtime, it might be the case that a thread
1537                  * goes to sleep in a rt mutex with negative runtime. As
1538                  * a consequence, the thread will be throttled.
1539                  *
1540                  * While waiting for the mutex, this thread can also be
1541                  * boosted via PI, resulting in a thread that is throttled
1542                  * and boosted at the same time.
1543                  *
1544                  * In this case, the boost overrides the throttle.
1545                  */
1546                 if (p->dl.dl_throttled) {
1547                         /*
1548                          * The replenish timer needs to be canceled. No
1549                          * problem if it fires concurrently: boosted threads
1550                          * are ignored in dl_task_timer().
1551                          */
1552                         hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.dl_timer);
1553                         p->dl.dl_throttled = 0;
1554                 }
1555         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
1556                 /*
1557                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task that is going
1558                  * to be deboosted, but exceeds its runtime while doing so. No point in
1559                  * replenishing it, as it's going to return back to its original
1560                  * scheduling class after this. If it has been throttled, we need to
1561                  * clear the flag, otherwise the task may wake up as throttled after
1562                  * being boosted again with no means to replenish the runtime and clear
1563                  * the throttle.
1564                  */
1565                 p->dl.dl_throttled = 0;
1566                 BUG_ON(!is_dl_boosted(&p->dl) || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
1567                 return;
1568         }
1569
1570         /*
1571          * Check if a constrained deadline task was activated
1572          * after the deadline but before the next period.
1573          * If that is the case, the task will be throttled and
1574          * the replenishment timer will be set to the next period.
1575          */
1576         if (!p->dl.dl_throttled && !dl_is_implicit(&p->dl))
1577                 dl_check_constrained_dl(&p->dl);
1578
1579         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & ENQUEUE_RESTORE) {
1580                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1581                 add_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1582         }
1583
1584         /*
1585          * If p is throttled, we do not enqueue it. In fact, if it exhausted
1586          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
1587          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
1588          * run yet) will take care of this.
1589          * However, the active utilization does not depend on the fact
1590          * that the task is on the runqueue or not (but depends on the
1591          * task's state - in GRUB parlance, "inactive" vs "active contending").
1592          * In other words, even if a task is throttled its utilization must
1593          * be counted in the active utilization; hence, we need to call
1594          * add_running_bw().
1595          */
1596         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH)) {
1597                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1598                         task_contending(&p->dl, flags);
1599
1600                 return;
1601         }
1602
1603         enqueue_dl_entity(&p->dl, flags);
1604
1605         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1606                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1607 }
1608
1609 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1610 {
1611         dequeue_dl_entity(&p->dl);
1612         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1613 }
1614
1615 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1616 {
1617         update_curr_dl(rq);
1618         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
1619
1620         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & DEQUEUE_SAVE) {
1621                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1622                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1623         }
1624
1625         /*
1626          * This check allows to start the inactive timer (or to immediately
1627          * decrease the active utilization, if needed) in two cases:
1628          * when the task blocks and when it is terminating
1629          * (p->state == TASK_DEAD). We can handle the two cases in the same
1630          * way, because from GRUB's point of view the same thing is happening
1631          * (the task moves from "active contending" to "active non contending"
1632          * or "inactive")
1633          */
1634         if (flags & DEQUEUE_SLEEP)
1635                 task_non_contending(p);
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
1640  *
1641  *   get off from the CPU until our next instance, with
1642  *   a new runtime. This is of little use now, since we
1643  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
1644  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
1645  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
1646  *   is available for other task instances to use it.
1647  */
1648 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
1649 {
1650         /*
1651          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1652          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1653          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1654          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1655          */
1656         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1657
1658         update_rq_clock(rq);
1659         update_curr_dl(rq);
1660         /*
1661          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1662          * so we don't do microscopic update in schedule()
1663          * and double the fastpath cost.
1664          */
1665         rq_clock_skip_update(rq);
1666 }
1667
1668 #ifdef CONFIG_SMP
1669
1670 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1671
1672 static int
1673 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1674 {
1675         struct task_struct *curr;
1676         bool select_rq;
1677         struct rq *rq;
1678
1679         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1680                 goto out;
1681
1682         rq = cpu_rq(cpu);
1683
1684         rcu_read_lock();
1685         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1686
1687         /*
1688          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1689          * decide where to wake it up.
1690          * If it has a later deadline and the current task
1691          * on this rq can't move (provided the waking task
1692          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1693          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1694          * try to make it stay here, it might be important.
1695          */
1696         select_rq = unlikely(dl_task(curr)) &&
1697                     (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1698                      !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1699                     p->nr_cpus_allowed > 1;
1700
1701         /*
1702          * Take the capacity of the CPU into account to
1703          * ensure it fits the requirement of the task.
1704          */
1705         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
1706                 select_rq |= !dl_task_fits_capacity(p, cpu);
1707
1708         if (select_rq) {
1709                 int target = find_later_rq(p);
1710
1711                 if (target != -1 &&
1712                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1713                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1714                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1715                         cpu = target;
1716         }
1717         rcu_read_unlock();
1718
1719 out:
1720         return cpu;
1721 }
1722
1723 static void migrate_task_rq_dl(struct task_struct *p, int new_cpu __maybe_unused)
1724 {
1725         struct rq *rq;
1726
1727         if (p->state != TASK_WAKING)
1728                 return;
1729
1730         rq = task_rq(p);
1731         /*
1732          * Since p->state == TASK_WAKING, set_task_cpu() has been called
1733          * from try_to_wake_up(). Hence, p->pi_lock is locked, but
1734          * rq->lock is not... So, lock it
1735          */
1736         raw_spin_lock(&rq->lock);
1737         if (p->dl.dl_non_contending) {
1738                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1739                 p->dl.dl_non_contending = 0;
1740                 /*
1741                  * If the timer handler is currently running and the
1742                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
1743                  * will see that dl_not_contending is not set, and
1744                  * will not touch the rq's active utilization,
1745                  * so we are still safe.
1746                  */
1747                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
1748                         put_task_struct(p);
1749         }
1750         sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1751         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1752 }
1753
1754 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1755 {
1756         /*
1757          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1758          * let's hope p can move out.
1759          */
1760         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1761             !cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL))
1762                 return;
1763
1764         /*
1765          * p is migratable, so let's not schedule it and
1766          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1767          */
1768         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1769             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL))
1770                 return;
1771
1772         resched_curr(rq);
1773 }
1774
1775 static int balance_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1776 {
1777         if (!on_dl_rq(&p->dl) && need_pull_dl_task(rq, p)) {
1778                 /*
1779                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1780                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1781                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
1782                  * not yet started the picking loop.
1783                  */
1784                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1785                 pull_dl_task(rq);
1786                 rq_repin_lock(rq, rf);
1787         }
1788
1789         return sched_stop_runnable(rq) || sched_dl_runnable(rq);
1790 }
1791 #endif /* CONFIG_SMP */
1792
1793 /*
1794  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1795  * tasks.
1796  */
1797 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1798                                   int flags)
1799 {
1800         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1801                 resched_curr(rq);
1802                 return;
1803         }
1804
1805 #ifdef CONFIG_SMP
1806         /*
1807          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1808          * let us try to decide what's the best thing to do...
1809          */
1810         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1811             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1812                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1813 #endif /* CONFIG_SMP */
1814 }
1815
1816 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1817 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1818 {
1819         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1820 }
1821 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1822 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1823 {
1824 }
1825 #endif
1826
1827 static void set_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
1828 {
1829         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1830
1831         /* You can't push away the running task */
1832         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1833
1834         if (!first)
1835                 return;
1836
1837         if (hrtick_enabled(rq))
1838                 start_hrtick_dl(rq, p);
1839
1840         if (rq->curr->sched_class != &dl_sched_class)
1841                 update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 0);
1842
1843         deadline_queue_push_tasks(rq);
1844 }
1845
1846 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1847                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1848 {
1849         struct rb_node *left = rb_first_cached(&dl_rq->root);
1850
1851         if (!left)
1852                 return NULL;
1853
1854         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1855 }
1856
1857 static struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq)
1858 {
1859         struct sched_dl_entity *dl_se;
1860         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
1861         struct task_struct *p;
1862
1863         if (!sched_dl_runnable(rq))
1864                 return NULL;
1865
1866         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1867         BUG_ON(!dl_se);
1868         p = dl_task_of(dl_se);
1869         set_next_task_dl(rq, p, true);
1870         return p;
1871 }
1872
1873 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1874 {
1875         update_curr_dl(rq);
1876
1877         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
1878         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1879                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1880 }
1881
1882 /*
1883  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
1884  *
1885  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
1886  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
1887  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
1888  * parameters.
1889  */
1890 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1891 {
1892         update_curr_dl(rq);
1893
1894         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
1895         /*
1896          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1897          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1898          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1899          */
1900         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1901             is_leftmost(p, &rq->dl))
1902                 start_hrtick_dl(rq, p);
1903 }
1904
1905 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1906 {
1907         /*
1908          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1909          * sched_fork()
1910          */
1911 }
1912
1913 #ifdef CONFIG_SMP
1914
1915 /* Only try algorithms three times */
1916 #define DL_MAX_TRIES 3
1917
1918 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1919 {
1920         if (!task_running(rq, p) &&
1921             cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1922                 return 1;
1923         return 0;
1924 }
1925
1926 /*
1927  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1928  * on the CPU, NULL otherwise:
1929  */
1930 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1931 {
1932         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost;
1933         struct task_struct *p = NULL;
1934
1935         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1936                 return NULL;
1937
1938 next_node:
1939         if (next_node) {
1940                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1941
1942                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1943                         return p;
1944
1945                 next_node = rb_next(next_node);
1946                 goto next_node;
1947         }
1948
1949         return NULL;
1950 }
1951
1952 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1953
1954 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1955 {
1956         struct sched_domain *sd;
1957         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1958         int this_cpu = smp_processor_id();
1959         int cpu = task_cpu(task);
1960
1961         /* Make sure the mask is initialized first */
1962         if (unlikely(!later_mask))
1963                 return -1;
1964
1965         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1966                 return -1;
1967
1968         /*
1969          * We have to consider system topology and task affinity
1970          * first, then we can look for a suitable CPU.
1971          */
1972         if (!cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl, task, later_mask))
1973                 return -1;
1974
1975         /*
1976          * If we are here, some targets have been found, including
1977          * the most suitable which is, among the runqueues where the
1978          * current tasks have later deadlines than the task's one, the
1979          * rq with the latest possible one.
1980          *
1981          * Now we check how well this matches with task's
1982          * affinity and system topology.
1983          *
1984          * The last CPU where the task run is our first
1985          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1986          */
1987         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1988                 return cpu;
1989         /*
1990          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1991          * not in the mask) or not.
1992          */
1993         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1994                 this_cpu = -1;
1995
1996         rcu_read_lock();
1997         for_each_domain(cpu, sd) {
1998                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1999                         int best_cpu;
2000
2001                         /*
2002                          * If possible, preempting this_cpu is
2003                          * cheaper than migrating.
2004                          */
2005                         if (this_cpu != -1 &&
2006                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
2007                                 rcu_read_unlock();
2008                                 return this_cpu;
2009                         }
2010
2011                         best_cpu = cpumask_first_and(later_mask,
2012                                                         sched_domain_span(sd));
2013                         /*
2014                          * Last chance: if a CPU being in both later_mask
2015                          * and current sd span is valid, that becomes our
2016                          * choice. Of course, the latest possible CPU is
2017                          * already under consideration through later_mask.
2018                          */
2019                         if (best_cpu < nr_cpu_ids) {
2020                                 rcu_read_unlock();
2021                                 return best_cpu;
2022                         }
2023                 }
2024         }
2025         rcu_read_unlock();
2026
2027         /*
2028          * At this point, all our guesses failed, we just return
2029          * 'something', and let the caller sort the things out.
2030          */
2031         if (this_cpu != -1)
2032                 return this_cpu;
2033
2034         cpu = cpumask_any(later_mask);
2035         if (cpu < nr_cpu_ids)
2036                 return cpu;
2037
2038         return -1;
2039 }
2040
2041 /* Locks the rq it finds */
2042 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
2043 {
2044         struct rq *later_rq = NULL;
2045         int tries;
2046         int cpu;
2047
2048         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
2049                 cpu = find_later_rq(task);
2050
2051                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
2052                         break;
2053
2054                 later_rq = cpu_rq(cpu);
2055
2056                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
2057                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
2058                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
2059                         /*
2060                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
2061                          * retrying does not release any lock and is unlikely
2062                          * to yield a different result.
2063                          */
2064                         later_rq = NULL;
2065                         break;
2066                 }
2067
2068                 /* Retry if something changed. */
2069                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
2070                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
2071                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu, task->cpus_ptr) ||
2072                                      task_running(rq, task) ||
2073                                      !dl_task(task) ||
2074                                      !task_on_rq_queued(task))) {
2075                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2076                                 later_rq = NULL;
2077                                 break;
2078                         }
2079                 }
2080
2081                 /*
2082                  * If the rq we found has no -deadline task, or
2083                  * its earliest one has a later deadline than our
2084                  * task, the rq is a good one.
2085                  */
2086                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
2087                     dl_time_before(task->dl.deadline,
2088                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
2089                         break;
2090
2091                 /* Otherwise we try again. */
2092                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2093                 later_rq = NULL;
2094         }
2095
2096         return later_rq;
2097 }
2098
2099 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
2100 {
2101         struct task_struct *p;
2102
2103         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
2104                 return NULL;
2105
2106         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost,
2107                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
2108
2109         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
2110         BUG_ON(task_current(rq, p));
2111         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
2112
2113         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
2114         BUG_ON(!dl_task(p));
2115
2116         return p;
2117 }
2118
2119 /*
2120  * See if the non running -deadline tasks on this rq
2121  * can be sent to some other CPU where they can preempt
2122  * and start executing.
2123  */
2124 static int push_dl_task(struct rq *rq)
2125 {
2126         struct task_struct *next_task;
2127         struct rq *later_rq;
2128         int ret = 0;
2129
2130         if (!rq->dl.overloaded)
2131                 return 0;
2132
2133         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2134         if (!next_task)
2135                 return 0;
2136
2137 retry:
2138         if (WARN_ON(next_task == rq->curr))
2139                 return 0;
2140
2141         /*
2142          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
2143          * can move away, it makes sense to just reschedule
2144          * without going further in pushing next_task.
2145          */
2146         if (dl_task(rq->curr) &&
2147             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
2148             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
2149                 resched_curr(rq);
2150                 return 0;
2151         }
2152
2153         /* We might release rq lock */
2154         get_task_struct(next_task);
2155
2156         /* Will lock the rq it'll find */
2157         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
2158         if (!later_rq) {
2159                 struct task_struct *task;
2160
2161                 /*
2162                  * We must check all this again, since
2163                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
2164                  * then possible that next_task has migrated.
2165                  */
2166                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2167                 if (task == next_task) {
2168                         /*
2169                          * The task is still there. We don't try
2170                          * again, some other CPU will pull it when ready.
2171                          */
2172                         goto out;
2173                 }
2174
2175                 if (!task)
2176                         /* No more tasks */
2177                         goto out;
2178
2179                 put_task_struct(next_task);
2180                 next_task = task;
2181                 goto retry;
2182         }
2183
2184         deactivate_task(rq, next_task, 0);
2185         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
2186
2187         /*
2188          * Update the later_rq clock here, because the clock is used
2189          * by the cpufreq_update_util() inside __add_running_bw().
2190          */
2191         update_rq_clock(later_rq);
2192         activate_task(later_rq, next_task, ENQUEUE_NOCLOCK);
2193         ret = 1;
2194
2195         resched_curr(later_rq);
2196
2197         double_unlock_balance(rq, later_rq);
2198
2199 out:
2200         put_task_struct(next_task);
2201
2202         return ret;
2203 }
2204
2205 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
2206 {
2207         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
2208         while (push_dl_task(rq))
2209                 ;
2210 }
2211
2212 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
2213 {
2214         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
2215         struct task_struct *p;
2216         bool resched = false;
2217         struct rq *src_rq;
2218         u64 dmin = LONG_MAX;
2219
2220         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
2221                 return;
2222
2223         /*
2224          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
2225          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
2226          */
2227         smp_rmb();
2228
2229         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
2230                 if (this_cpu == cpu)
2231                         continue;
2232
2233                 src_rq = cpu_rq(cpu);
2234
2235                 /*
2236                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
2237                  * we are fine with this.
2238                  */
2239                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
2240                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
2241                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
2242                         continue;
2243
2244                 /* Might drop this_rq->lock */
2245                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
2246
2247                 /*
2248                  * If there are no more pullable tasks on the
2249                  * rq, we're done with it.
2250                  */
2251                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
2252                         goto skip;
2253
2254                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
2255
2256                 /*
2257                  * We found a task to be pulled if:
2258                  *  - it preempts our current (if there's one),
2259                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
2260                  */
2261                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
2262                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
2263                      dl_time_before(p->dl.deadline,
2264                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
2265                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
2266                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
2267
2268                         /*
2269                          * Then we pull iff p has actually an earlier
2270                          * deadline than the current task of its runqueue.
2271                          */
2272                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
2273                                            src_rq->curr->dl.deadline))
2274                                 goto skip;
2275
2276                         resched = true;
2277
2278                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2279                         set_task_cpu(p, this_cpu);
2280                         activate_task(this_rq, p, 0);
2281                         dmin = p->dl.deadline;
2282
2283                         /* Is there any other task even earlier? */
2284                 }
2285 skip:
2286                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
2287         }
2288
2289         if (resched)
2290                 resched_curr(this_rq);
2291 }
2292
2293 /*
2294  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
2295  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
2296  */
2297 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2298 {
2299         if (!task_running(rq, p) &&
2300             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
2301             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
2302             dl_task(rq->curr) &&
2303             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
2304              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
2305                 push_dl_tasks(rq);
2306         }
2307 }
2308
2309 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
2310                                 const struct cpumask *new_mask)
2311 {
2312         struct root_domain *src_rd;
2313         struct rq *rq;
2314
2315         BUG_ON(!dl_task(p));
2316
2317         rq = task_rq(p);
2318         src_rd = rq->rd;
2319         /*
2320          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
2321          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
2322          * update. We already made space for us in the destination
2323          * domain (see cpuset_can_attach()).
2324          */
2325         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
2326                 struct dl_bw *src_dl_b;
2327
2328                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
2329                 /*
2330                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
2331                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
2332                  * until we complete the update.
2333                  */
2334                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
2335                 __dl_sub(src_dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
2336                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
2337         }
2338
2339         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
2340 }
2341
2342 /* Assumes rq->lock is held */
2343 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
2344 {
2345         if (rq->dl.overloaded)
2346                 dl_set_overload(rq);
2347
2348         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2349         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
2350                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr);
2351 }
2352
2353 /* Assumes rq->lock is held */
2354 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
2355 {
2356         if (rq->dl.overloaded)
2357                 dl_clear_overload(rq);
2358
2359         cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2360         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2361 }
2362
2363 void __init init_sched_dl_class(void)
2364 {
2365         unsigned int i;
2366
2367         for_each_possible_cpu(i)
2368                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
2369                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
2370 }
2371
2372 void dl_add_task_root_domain(struct task_struct *p)
2373 {
2374         struct rq_flags rf;
2375         struct rq *rq;
2376         struct dl_bw *dl_b;
2377
2378         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2379         if (!dl_task(p))
2380                 goto unlock;
2381
2382         dl_b = &rq->rd->dl_bw;
2383         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2384
2385         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(rq->rd->span));
2386
2387         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2388
2389 unlock:
2390         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2391 }
2392
2393 void dl_clear_root_domain(struct root_domain *rd)
2394 {
2395         unsigned long flags;
2396
2397         raw_spin_lock_irqsave(&rd->dl_bw.lock, flags);
2398         rd->dl_bw.total_bw = 0;
2399         raw_spin_unlock_irqrestore(&rd->dl_bw.lock, flags);
2400 }
2401
2402 #endif /* CONFIG_SMP */
2403
2404 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2405 {
2406         /*
2407          * task_non_contending() can start the "inactive timer" (if the 0-lag
2408          * time is in the future). If the task switches back to dl before
2409          * the "inactive timer" fires, it can continue to consume its current
2410          * runtime using its current deadline. If it stays outside of
2411          * SCHED_DEADLINE until the 0-lag time passes, inactive_task_timer()
2412          * will reset the task parameters.
2413          */
2414         if (task_on_rq_queued(p) && p->dl.dl_runtime)
2415                 task_non_contending(p);
2416
2417         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2418                 /*
2419                  * Inactive timer is armed. However, p is leaving DEADLINE and
2420                  * might migrate away from this rq while continuing to run on
2421                  * some other class. We need to remove its contribution from
2422                  * this rq running_bw now, or sub_rq_bw (below) will complain.
2423                  */
2424                 if (p->dl.dl_non_contending)
2425                         sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
2426                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2427         }
2428
2429         /*
2430          * We cannot use inactive_task_timer() to invoke sub_running_bw()
2431          * at the 0-lag time, because the task could have been migrated
2432          * while SCHED_OTHER in the meanwhile.
2433          */
2434         if (p->dl.dl_non_contending)
2435                 p->dl.dl_non_contending = 0;
2436
2437         /*
2438          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
2439          * this is the right place to try to pull some other one
2440          * from an overloaded CPU, if any.
2441          */
2442         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
2443                 return;
2444
2445         deadline_queue_pull_task(rq);
2446 }
2447
2448 /*
2449  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
2450  * we try to push someone off, if possible.
2451  */
2452 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2453 {
2454         if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
2455                 put_task_struct(p);
2456
2457         /* If p is not queued we will update its parameters at next wakeup. */
2458         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2459                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2460
2461                 return;
2462         }
2463
2464         if (rq->curr != p) {
2465 #ifdef CONFIG_SMP
2466                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
2467                         deadline_queue_push_tasks(rq);
2468 #endif
2469                 if (dl_task(rq->curr))
2470                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
2471                 else
2472                         resched_curr(rq);
2473         }
2474 }
2475
2476 /*
2477  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
2478  * a push or pull operation might be needed.
2479  */
2480 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2481                             int oldprio)
2482 {
2483         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
2484 #ifdef CONFIG_SMP
2485                 /*
2486                  * This might be too much, but unfortunately
2487                  * we don't have the old deadline value, and
2488                  * we can't argue if the task is increasing
2489                  * or lowering its prio, so...
2490                  */
2491                 if (!rq->dl.overloaded)
2492                         deadline_queue_pull_task(rq);
2493
2494                 /*
2495                  * If we now have a earlier deadline task than p,
2496                  * then reschedule, provided p is still on this
2497                  * runqueue.
2498                  */
2499                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
2500                         resched_curr(rq);
2501 #else
2502                 /*
2503                  * Again, we don't know if p has a earlier
2504                  * or later deadline, so let's blindly set a
2505                  * (maybe not needed) rescheduling point.
2506                  */
2507                 resched_curr(rq);
2508 #endif /* CONFIG_SMP */
2509         }
2510 }
2511
2512 const struct sched_class dl_sched_class
2513         __section("__dl_sched_class") = {
2514         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
2515         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
2516         .yield_task             = yield_task_dl,
2517
2518         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
2519
2520         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
2521         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
2522         .set_next_task          = set_next_task_dl,
2523
2524 #ifdef CONFIG_SMP
2525         .balance                = balance_dl,
2526         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
2527         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_dl,
2528         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
2529         .rq_online              = rq_online_dl,
2530         .rq_offline             = rq_offline_dl,
2531         .task_woken             = task_woken_dl,
2532 #endif
2533
2534         .task_tick              = task_tick_dl,
2535         .task_fork              = task_fork_dl,
2536
2537         .prio_changed           = prio_changed_dl,
2538         .switched_from          = switched_from_dl,
2539         .switched_to            = switched_to_dl,
2540
2541         .update_curr            = update_curr_dl,
2542 };
2543
2544 int sched_dl_global_validate(void)
2545 {
2546         u64 runtime = global_rt_runtime();
2547         u64 period = global_rt_period();
2548         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
2549         struct dl_bw *dl_b;
2550         int cpu, ret = 0;
2551         unsigned long flags;
2552
2553         /*
2554          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
2555          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
2556          * any of the root_domains.
2557          *
2558          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
2559          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
2560          * solutions is welcome!
2561          */
2562         for_each_possible_cpu(cpu) {
2563                 rcu_read_lock_sched();
2564                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2565
2566                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2567                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
2568                         ret = -EBUSY;
2569                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2570
2571                 rcu_read_unlock_sched();
2572
2573                 if (ret)
2574                         break;
2575         }
2576
2577         return ret;
2578 }
2579
2580 static void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq)
2581 {
2582         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF) {
2583                 dl_rq->bw_ratio = 1 << RATIO_SHIFT;
2584                 dl_rq->extra_bw = 1 << BW_SHIFT;
2585         } else {
2586                 dl_rq->bw_ratio = to_ratio(global_rt_runtime(),
2587                           global_rt_period()) >> (BW_SHIFT - RATIO_SHIFT);
2588                 dl_rq->extra_bw = to_ratio(global_rt_period(),
2589                                                     global_rt_runtime());
2590         }
2591 }
2592
2593 void sched_dl_do_global(void)
2594 {
2595         u64 new_bw = -1;
2596         struct dl_bw *dl_b;
2597         int cpu;
2598         unsigned long flags;
2599
2600         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
2601         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
2602
2603         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
2604                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
2605
2606         /*
2607          * FIXME: As above...
2608          */
2609         for_each_possible_cpu(cpu) {
2610                 rcu_read_lock_sched();
2611                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2612
2613                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2614                 dl_b->bw = new_bw;
2615                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2616
2617                 rcu_read_unlock_sched();
2618                 init_dl_rq_bw_ratio(&cpu_rq(cpu)->dl);
2619         }
2620 }
2621
2622 /*
2623  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2624  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2625  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2626  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2627  *
2628  * This function is called while holding p's rq->lock.
2629  */
2630 int sched_dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2631                       const struct sched_attr *attr)
2632 {
2633         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2634         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2635         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2636         int cpus, err = -1, cpu = task_cpu(p);
2637         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(cpu);
2638         unsigned long cap;
2639
2640         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2641                 return 0;
2642
2643         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2644         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2645                 return 0;
2646
2647         /*
2648          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2649          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2650          * allocated bandwidth of the container.
2651          */
2652         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2653         cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2654         cap = dl_bw_capacity(cpu);
2655
2656         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2657             !__dl_overflow(dl_b, cap, 0, new_bw)) {
2658                 if (hrtimer_active(&p->dl.inactive_timer))
2659                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2660                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2661                 err = 0;
2662         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2663                    !__dl_overflow(dl_b, cap, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2664                 /*
2665                  * XXX this is slightly incorrect: when the task
2666                  * utilization decreases, we should delay the total
2667                  * utilization change until the task's 0-lag point.
2668                  * But this would require to set the task's "inactive
2669                  * timer" when the task is not inactive.
2670                  */
2671                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2672                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2673                 dl_change_utilization(p, new_bw);
2674                 err = 0;
2675         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2676                 /*
2677                  * Do not decrease the total deadline utilization here,
2678                  * switched_from_dl() will take care to do it at the correct
2679                  * (0-lag) time.
2680                  */
2681                 err = 0;
2682         }
2683         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2684
2685         return err;
2686 }
2687
2688 /*
2689  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
2690  * SCHED_DEADLINE task.
2691  *
2692  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
2693  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
2694  * for the first time with its new policy.
2695  */
2696 void __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2697 {
2698         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2699
2700         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
2701         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
2702         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
2703         dl_se->flags = attr->sched_flags;
2704         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
2705         dl_se->dl_density = to_ratio(dl_se->dl_deadline, dl_se->dl_runtime);
2706 }
2707
2708 void __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
2709 {
2710         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2711
2712         attr->sched_priority = p->rt_priority;
2713         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
2714         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
2715         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
2716         attr->sched_flags = dl_se->flags;
2717 }
2718
2719 /*
2720  * Default limits for DL period; on the top end we guard against small util
2721  * tasks still getting rediculous long effective runtimes, on the bottom end we
2722  * guard against timer DoS.
2723  */
2724 unsigned int sysctl_sched_dl_period_max = 1 << 22; /* ~4 seconds */
2725 unsigned int sysctl_sched_dl_period_min = 100;     /* 100 us */
2726
2727 /*
2728  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
2729  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
2730  * than the runtime, as well as the period of being zero or
2731  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
2732  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
2733  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
2734  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
2735  * sched_period, as the latter can be zero).
2736  */
2737 bool __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
2738 {
2739         u64 period, max, min;
2740
2741         /* special dl tasks don't actually use any parameter */
2742         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2743                 return true;
2744
2745         /* deadline != 0 */
2746         if (attr->sched_deadline == 0)
2747                 return false;
2748
2749         /*
2750          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
2751          * that big.
2752          */
2753         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
2754                 return false;
2755
2756         /*
2757          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
2758          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
2759          */
2760         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
2761             attr->sched_period & (1ULL << 63))
2762                 return false;
2763
2764         period = attr->sched_period;
2765         if (!period)
2766                 period = attr->sched_deadline;
2767
2768         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
2769         if (period < attr->sched_deadline ||
2770             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
2771                 return false;
2772
2773         max = (u64)READ_ONCE(sysctl_sched_dl_period_max) * NSEC_PER_USEC;
2774         min = (u64)READ_ONCE(sysctl_sched_dl_period_min) * NSEC_PER_USEC;
2775
2776         if (period < min || period > max)
2777                 return false;
2778
2779         return true;
2780 }
2781
2782 /*
2783  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2784  */
2785 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2786 {
2787         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2788
2789         dl_se->dl_runtime               = 0;
2790         dl_se->dl_deadline              = 0;
2791         dl_se->dl_period                = 0;
2792         dl_se->flags                    = 0;
2793         dl_se->dl_bw                    = 0;
2794         dl_se->dl_density               = 0;
2795
2796         dl_se->dl_throttled             = 0;
2797         dl_se->dl_yielded               = 0;
2798         dl_se->dl_non_contending        = 0;
2799         dl_se->dl_overrun               = 0;
2800
2801 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
2802         dl_se->pi_se                    = dl_se;
2803 #endif
2804 }
2805
2806 bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2807 {
2808         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2809
2810         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
2811             dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
2812             dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
2813             dl_se->flags != attr->sched_flags)
2814                 return true;
2815
2816         return false;
2817 }
2818
2819 #ifdef CONFIG_SMP
2820 int dl_task_can_attach(struct task_struct *p, const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
2821 {
2822         unsigned long flags, cap;
2823         unsigned int dest_cpu;
2824         struct dl_bw *dl_b;
2825         bool overflow;
2826         int ret;
2827
2828         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs_cpus_allowed);
2829
2830         rcu_read_lock_sched();
2831         dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
2832         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2833         cap = dl_bw_capacity(dest_cpu);
2834         overflow = __dl_overflow(dl_b, cap, 0, p->dl.dl_bw);
2835         if (overflow) {
2836                 ret = -EBUSY;
2837         } else {
2838                 /*
2839                  * We reserve space for this task in the destination
2840                  * root_domain, as we can't fail after this point.
2841                  * We will free resources in the source root_domain
2842                  * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
2843                  */
2844                 int cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
2845
2846                 __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2847                 ret = 0;
2848         }
2849         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2850         rcu_read_unlock_sched();
2851
2852         return ret;
2853 }
2854
2855 int dl_cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
2856                                  const struct cpumask *trial)
2857 {
2858         int ret = 1, trial_cpus;
2859         struct dl_bw *cur_dl_b;
2860         unsigned long flags;
2861
2862         rcu_read_lock_sched();
2863         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
2864         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
2865
2866         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
2867         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
2868             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
2869                 ret = 0;
2870         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
2871         rcu_read_unlock_sched();
2872
2873         return ret;
2874 }
2875
2876 bool dl_cpu_busy(unsigned int cpu)
2877 {
2878         unsigned long flags, cap;
2879         struct dl_bw *dl_b;
2880         bool overflow;
2881
2882         rcu_read_lock_sched();
2883         dl_b = dl_bw_of(cpu);
2884         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2885         cap = dl_bw_capacity(cpu);
2886         overflow = __dl_overflow(dl_b, cap, 0, 0);
2887         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2888         rcu_read_unlock_sched();
2889
2890         return overflow;
2891 }
2892 #endif
2893
2894 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2895 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
2896 {
2897         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
2898 }
2899 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */