Merge tag 'v4.4' into p/abusse/merge_upgrade
[projects/modsched/linux.git] / kernel / sched / cfs / deadline.c
1 /*
2  * Deadline Scheduling Class (SCHED_DEADLINE)
3  *
4  * Earliest Deadline First (EDF) + Constant Bandwidth Server (CBS).
5  *
6  * Tasks that periodically executes their instances for less than their
7  * runtime won't miss any of their deadlines.
8  * Tasks that are not periodic or sporadic or that tries to execute more
9  * than their reserved bandwidth will be slowed down (and may potentially
10  * miss some of their deadlines), and won't affect any other task.
11  *
12  * Copyright (C) 2012 Dario Faggioli <raistlin@linux.it>,
13  *                    Juri Lelli <juri.lelli@gmail.com>,
14  *                    Michael Trimarchi <michael@amarulasolutions.com>,
15  *                    Fabio Checconi <fchecconi@gmail.com>
16  */
17 #include "sched.h"
18
19 #include <linux/slab.h>
20
21 struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
22
23 static inline struct task_struct *dl_task_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
24 {
25         return container_of(dl_se, struct task_struct, dl);
26 }
27
28 static inline struct rq *rq_of_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
29 {
30         return container_of(dl_rq, struct rq, dl);
31 }
32
33 static inline struct dl_rq *dl_rq_of_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
34 {
35         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
36         struct rq *rq = task_rq(p);
37
38         return &rq->dl;
39 }
40
41 static inline int on_dl_rq(struct sched_dl_entity *dl_se)
42 {
43         return !RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node);
44 }
45
46 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
47 {
48         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
49
50         return dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
51 }
52
53 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
54 {
55         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
56         dl_b->dl_period = period;
57         dl_b->dl_runtime = runtime;
58 }
59
60 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
61 {
62         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
63         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
64         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
65                 dl_b->bw = -1;
66         else
67                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
68         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
69         dl_b->total_bw = 0;
70 }
71
72 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
73 {
74         dl_rq->rb_root = RB_ROOT;
75
76 #ifdef CONFIG_SMP
77         /* zero means no -deadline tasks */
78         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
79
80         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
81         dl_rq->overloaded = 0;
82         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT;
83 #else
84         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
85 #endif
86 }
87
88 #ifdef CONFIG_SMP
89
90 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
91 {
92         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
93 }
94
95 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
96 {
97         if (!rq->online)
98                 return;
99
100         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
101         /*
102          * Must be visible before the overload count is
103          * set (as in sched_rt.c).
104          *
105          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
106          */
107         smp_wmb();
108         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
109 }
110
111 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
112 {
113         if (!rq->online)
114                 return;
115
116         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
117         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
118 }
119
120 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
121 {
122         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
123                 if (!dl_rq->overloaded) {
124                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
125                         dl_rq->overloaded = 1;
126                 }
127         } else if (dl_rq->overloaded) {
128                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
129                 dl_rq->overloaded = 0;
130         }
131 }
132
133 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
134 {
135         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
136
137         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
138                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
139
140         update_dl_migration(dl_rq);
141 }
142
143 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
144 {
145         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
146
147         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
148                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
149
150         update_dl_migration(dl_rq);
151 }
152
153 /*
154  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
155  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
156  */
157 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
158 {
159         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
160         struct rb_node **link = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_node;
161         struct rb_node *parent = NULL;
162         struct task_struct *entry;
163         int leftmost = 1;
164
165         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
166
167         while (*link) {
168                 parent = *link;
169                 entry = rb_entry(parent, struct task_struct,
170                                  pushable_dl_tasks);
171                 if (dl_entity_preempt(&p->dl, &entry->dl))
172                         link = &parent->rb_left;
173                 else {
174                         link = &parent->rb_right;
175                         leftmost = 0;
176                 }
177         }
178
179         if (leftmost)
180                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = &p->pushable_dl_tasks;
181
182         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
183         rb_insert_color(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
184 }
185
186 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
187 {
188         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
189
190         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
191                 return;
192
193         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
194                 struct rb_node *next_node;
195
196                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
197                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = next_node;
198         }
199
200         rb_erase(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
201         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
202 }
203
204 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
205 {
206         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root);
207 }
208
209 static int push_dl_task(struct rq *rq);
210
211 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
212 {
213         return dl_task(prev);
214 }
215
216 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
217 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
218
219 static void push_dl_tasks(struct rq *);
220 static void pull_dl_task(struct rq *);
221
222 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
223 {
224         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
225                 return;
226
227         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
228 }
229
230 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
231 {
232         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
233 }
234
235 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
236
237 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
238 {
239         struct rq *later_rq = NULL;
240         bool fallback = false;
241
242         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
243
244         if (!later_rq) {
245                 int cpu;
246
247                 /*
248                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
249                  * online cpu.
250                  */
251                 fallback = true;
252                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, tsk_cpus_allowed(p));
253                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
254                         /*
255                          * Fail to find any suitable cpu.
256                          * The task will never come back!
257                          */
258                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
259
260                         /*
261                          * If admission control is disabled we
262                          * try a little harder to let the task
263                          * run.
264                          */
265                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
266                 }
267                 later_rq = cpu_rq(cpu);
268                 double_lock_balance(rq, later_rq);
269         }
270
271         /*
272          * By now the task is replenished and enqueued; migrate it.
273          */
274         deactivate_task(rq, p, 0);
275         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
276         activate_task(later_rq, p, 0);
277
278         if (!fallback)
279                 resched_curr(later_rq);
280
281         double_unlock_balance(later_rq, rq);
282
283         return later_rq;
284 }
285
286 #else
287
288 static inline
289 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
290 {
291 }
292
293 static inline
294 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
295 {
296 }
297
298 static inline
299 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
300 {
301 }
302
303 static inline
304 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
305 {
306 }
307
308 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
309 {
310         return false;
311 }
312
313 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
314 {
315 }
316
317 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
318 {
319 }
320
321 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
322 {
323 }
324 #endif /* CONFIG_SMP */
325
326 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
327 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
328 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
329                                   int flags);
330
331 /*
332  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
333  * and this means that:
334  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
335  *    current time + relative deadline;
336  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
337  *
338  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
339  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
340  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
341  * parameters.
342  */
343 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
344                                        struct sched_dl_entity *pi_se)
345 {
346         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
347         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
348
349         WARN_ON(!dl_se->dl_new || dl_se->dl_throttled);
350
351         /*
352          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
353          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
354          * spent on hardirq context, etc.).
355          */
356         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
357         dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
358         dl_se->dl_new = 0;
359 }
360
361 /*
362  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
363  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
364  * exhausting its runtime.
365  *
366  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
367  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
368  * other entities.
369  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
370  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
371  *
372  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
373  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
374  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
375  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
376  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
377  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
378  */
379 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
380                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
381 {
382         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
383         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
384
385         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
386
387         /*
388          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
389          * Just go with full inherited parameters.
390          */
391         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
392                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
393                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
394         }
395
396         /*
397          * We keep moving the deadline away until we get some
398          * available runtime for the entity. This ensures correct
399          * handling of situations where the runtime overrun is
400          * arbitrary large.
401          */
402         while (dl_se->runtime <= 0) {
403                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
404                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
405         }
406
407         /*
408          * At this point, the deadline really should be "in
409          * the future" with respect to rq->clock. If it's
410          * not, we are, for some reason, lagging too much!
411          * Anyway, after having warn userspace abut that,
412          * we still try to keep the things running by
413          * resetting the deadline and the budget of the
414          * entity.
415          */
416         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
417                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged to much\n");
418                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
419                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
420         }
421
422         if (dl_se->dl_yielded)
423                 dl_se->dl_yielded = 0;
424         if (dl_se->dl_throttled)
425                 dl_se->dl_throttled = 0;
426 }
427
428 /*
429  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
430  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
431  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
432  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
433  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
434  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
435  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
436  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
437  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
438  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
439  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
440  * Documentation/scheduler/sched-deadline.txt for more informations).
441  *
442  * This function returns true if:
443  *
444  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_period ,
445  *
446  * IOW we can't recycle current parameters.
447  *
448  * Notice that the bandwidth check is done against the period. For
449  * task with deadline equal to period this is the same of using
450  * dl_deadline instead of dl_period in the equation above.
451  */
452 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
453                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
454 {
455         u64 left, right;
456
457         /*
458          * left and right are the two sides of the equation above,
459          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
460          * of divisions.
461          *
462          * Note that none of the time values involved in the two
463          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
464          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
465          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
466          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
467          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
468          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
469          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
470          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
471          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
472          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
473          * (but still we want to give the user that illusion >;).
474          */
475         left = (pi_se->dl_period >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
476         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
477                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
478
479         return dl_time_before(right, left);
480 }
481
482 /*
483  * When a -deadline entity is queued back on the runqueue, its runtime and
484  * deadline might need updating.
485  *
486  * The policy here is that we update the deadline of the entity only if:
487  *  - the current deadline is in the past,
488  *  - using the remaining runtime with the current deadline would make
489  *    the entity exceed its bandwidth.
490  */
491 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
492                              struct sched_dl_entity *pi_se)
493 {
494         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
495         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
496
497         /*
498          * The arrival of a new instance needs special treatment, i.e.,
499          * the actual scheduling parameters have to be "renewed".
500          */
501         if (dl_se->dl_new) {
502                 setup_new_dl_entity(dl_se, pi_se);
503                 return;
504         }
505
506         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
507             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
508                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
509                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
510         }
511 }
512
513 /*
514  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
515  * while waiting for some new execution time to become available, we
516  * set the bandwidth enforcement timer to the replenishment instant
517  * and try to activate it.
518  *
519  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
520  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
521  * the future or in the past).
522  */
523 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
524 {
525         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
526         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
527         struct rq *rq = task_rq(p);
528         ktime_t now, act;
529         s64 delta;
530
531         lockdep_assert_held(&rq->lock);
532
533         /*
534          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
535          * that it is actually coming from rq->clock and not from
536          * hrtimer's time base reading.
537          */
538         act = ns_to_ktime(dl_se->deadline);
539         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
540         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
541         act = ktime_add_ns(act, delta);
542
543         /*
544          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
545          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
546          * start the timer in the past!
547          */
548         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
549                 return 0;
550
551         /*
552          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
553          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
554          *
555          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
556          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
557          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
558          * and observe our state.
559          */
560         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
561                 get_task_struct(p);
562                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS);
563         }
564
565         return 1;
566 }
567
568 /*
569  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
570  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
571  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
572  *
573  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
574  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
575  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
576  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
577  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
578  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
579  * next call to enqueue_task_dl().
580  */
581 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
582 {
583         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
584                                                      struct sched_dl_entity,
585                                                      dl_timer);
586         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
587         unsigned long flags;
588         struct rq *rq;
589
590         rq = task_rq_lock(p, &flags);
591
592         /*
593          * The task might have changed its scheduling policy to something
594          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_fromd_dl()).
595          */
596         if (!dl_task(p)) {
597                 __dl_clear_params(p);
598                 goto unlock;
599         }
600
601         /*
602          * This is possible if switched_from_dl() raced against a running
603          * callback that took the above !dl_task() path and we've since then
604          * switched back into SCHED_DEADLINE.
605          *
606          * There's nothing to do except drop our task reference.
607          */
608         if (dl_se->dl_new)
609                 goto unlock;
610
611         /*
612          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
613          * boosting/deboosting path, its not throttled.
614          */
615         if (dl_se->dl_boosted)
616                 goto unlock;
617
618         /*
619          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
620          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
621          */
622         if (!dl_se->dl_throttled)
623                 goto unlock;
624
625         sched_clock_tick();
626         update_rq_clock(rq);
627
628         /*
629          * If the throttle happened during sched-out; like:
630          *
631          *   schedule()
632          *     deactivate_task()
633          *       dequeue_task_dl()
634          *         update_curr_dl()
635          *           start_dl_timer()
636          *         __dequeue_task_dl()
637          *     prev->on_rq = 0;
638          *
639          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
640          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
641          */
642         if (!task_on_rq_queued(p)) {
643                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
644                 goto unlock;
645         }
646
647         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
648         if (dl_task(rq->curr))
649                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
650         else
651                 resched_curr(rq);
652
653 #ifdef CONFIG_SMP
654         /*
655          * Perform balancing operations here; after the replenishments.  We
656          * cannot drop rq->lock before this, otherwise the assertion in
657          * start_dl_timer() about not missing updates is not true.
658          *
659          * If we find that the rq the task was on is no longer available, we
660          * need to select a new rq.
661          *
662          * XXX figure out if select_task_rq_dl() deals with offline cpus.
663          */
664         if (unlikely(!rq->online))
665                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
666
667         /*
668          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
669          * to kick someone away.
670          */
671         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
672                 /*
673                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
674                  * rq->lock.
675                  */
676                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
677                 push_dl_task(rq);
678                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
679         }
680 #endif
681
682 unlock:
683         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
684
685         /*
686          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
687          * anything related to that after this.
688          */
689         put_task_struct(p);
690
691         return HRTIMER_NORESTART;
692 }
693
694 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
695 {
696         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
697
698         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
699         timer->function = dl_task_timer;
700 }
701
702 static
703 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
704 {
705         return (dl_se->runtime <= 0);
706 }
707
708 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
709
710 /*
711  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
712  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
713  */
714 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
715 {
716         struct task_struct *curr = rq->curr;
717         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
718         u64 delta_exec;
719
720         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
721                 return;
722
723         /*
724          * Consumed budget is computed considering the time as
725          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
726          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
727          * computed using hard walltime. This seems to be the more
728          * natural solution, but the full ramifications of this
729          * approach need further study.
730          */
731         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
732         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
733                 return;
734
735         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
736                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
737
738         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
739         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
740
741         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
742         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
743
744         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
745
746         dl_se->runtime -= dl_se->dl_yielded ? 0 : delta_exec;
747         if (dl_runtime_exceeded(dl_se)) {
748                 dl_se->dl_throttled = 1;
749                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
750                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(curr)))
751                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
752
753                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
754                         resched_curr(rq);
755         }
756
757         /*
758          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
759          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
760          * would be able to exceed the shared quota.
761          *
762          * Account to the root rt group for now.
763          *
764          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
765          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
766          * out before that can happen.
767          */
768         if (rt_bandwidth_enabled()) {
769                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
770
771                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
772                 /*
773                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
774                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
775                  * bandwidth is relevant.
776                  */
777                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
778                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
779                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
780         }
781 }
782
783 #ifdef CONFIG_SMP
784
785 static struct task_struct *pick_next_earliest_dl_task(struct rq *rq, int cpu);
786
787 static inline u64 next_deadline(struct rq *rq)
788 {
789         struct task_struct *next = pick_next_earliest_dl_task(rq, rq->cpu);
790
791         if (next && dl_prio(next->prio))
792                 return next->dl.deadline;
793         else
794                 return 0;
795 }
796
797 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
798 {
799         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
800
801         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
802             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
803                 /*
804                  * If the dl_rq had no -deadline tasks, or if the new task
805                  * has shorter deadline than the current one on dl_rq, we
806                  * know that the previous earliest becomes our next earliest,
807                  * as the new task becomes the earliest itself.
808                  */
809                 dl_rq->earliest_dl.next = dl_rq->earliest_dl.curr;
810                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
811                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline, 1);
812         } else if (dl_rq->earliest_dl.next == 0 ||
813                    dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.next)) {
814                 /*
815                  * On the other hand, if the new -deadline task has a
816                  * a later deadline than the earliest one on dl_rq, but
817                  * it is earlier than the next (if any), we must
818                  * recompute the next-earliest.
819                  */
820                 dl_rq->earliest_dl.next = next_deadline(rq);
821         }
822 }
823
824 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
825 {
826         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
827
828         /*
829          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
830          * task we must recompute them.
831          */
832         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
833                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
834                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
835                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
836         } else {
837                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->rb_leftmost;
838                 struct sched_dl_entity *entry;
839
840                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
841                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
842                 dl_rq->earliest_dl.next = next_deadline(rq);
843                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline, 1);
844         }
845 }
846
847 #else
848
849 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
850 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
851
852 #endif /* CONFIG_SMP */
853
854 static inline
855 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
856 {
857         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
858         u64 deadline = dl_se->deadline;
859
860         WARN_ON(!dl_prio(prio));
861         dl_rq->dl_nr_running++;
862         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
863
864         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
865         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
866 }
867
868 static inline
869 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
870 {
871         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
872
873         WARN_ON(!dl_prio(prio));
874         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
875         dl_rq->dl_nr_running--;
876         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
877
878         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
879         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
880 }
881
882 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
883 {
884         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
885         struct rb_node **link = &dl_rq->rb_root.rb_node;
886         struct rb_node *parent = NULL;
887         struct sched_dl_entity *entry;
888         int leftmost = 1;
889
890         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
891
892         while (*link) {
893                 parent = *link;
894                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
895                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
896                         link = &parent->rb_left;
897                 else {
898                         link = &parent->rb_right;
899                         leftmost = 0;
900                 }
901         }
902
903         if (leftmost)
904                 dl_rq->rb_leftmost = &dl_se->rb_node;
905
906         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
907         rb_insert_color(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
908
909         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
910 }
911
912 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
913 {
914         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
915
916         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
917                 return;
918
919         if (dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node) {
920                 struct rb_node *next_node;
921
922                 next_node = rb_next(&dl_se->rb_node);
923                 dl_rq->rb_leftmost = next_node;
924         }
925
926         rb_erase(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
927         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
928
929         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
930 }
931
932 static void
933 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
934                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
935 {
936         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
937
938         /*
939          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
940          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
941          * we want a replenishment of its runtime.
942          */
943         if (dl_se->dl_new || flags & ENQUEUE_WAKEUP)
944                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
945         else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH)
946                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
947
948         __enqueue_dl_entity(dl_se);
949 }
950
951 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
952 {
953         __dequeue_dl_entity(dl_se);
954 }
955
956 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
957 {
958         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
959         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
960
961         /*
962          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter
963          * task if we have one and its (absolute) deadline is
964          * smaller than our one... OTW we keep our runtime and
965          * deadline.
966          */
967         if (pi_task && p->dl.dl_boosted && dl_prio(pi_task->normal_prio)) {
968                 pi_se = &pi_task->dl;
969         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
970                 /*
971                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
972                  * that is going to be deboosted, but exceedes its
973                  * runtime while doing so. No point in replenishing
974                  * it, as it's going to return back to its original
975                  * scheduling class after this.
976                  */
977                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
978                 return;
979         }
980
981         /*
982          * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
983          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
984          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
985          * run yet) will take care of this.
986          */
987         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH))
988                 return;
989
990         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
991
992         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
993                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
994 }
995
996 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
997 {
998         dequeue_dl_entity(&p->dl);
999         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1000 }
1001
1002 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1003 {
1004         update_curr_dl(rq);
1005         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
1010  *
1011  *   get off from the CPU until our next instance, with
1012  *   a new runtime. This is of little use now, since we
1013  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
1014  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
1015  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
1016  *   is available for other task instances to use it.
1017  */
1018 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
1019 {
1020         struct task_struct *p = rq->curr;
1021
1022         /*
1023          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1024          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1025          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1026          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1027          */
1028         if (p->dl.runtime > 0) {
1029                 rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1030                 p->dl.runtime = 0;
1031         }
1032         update_rq_clock(rq);
1033         update_curr_dl(rq);
1034         /*
1035          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1036          * so we don't do microscopic update in schedule()
1037          * and double the fastpath cost.
1038          */
1039         rq_clock_skip_update(rq, true);
1040 }
1041
1042 #ifdef CONFIG_SMP
1043
1044 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1045
1046 static int
1047 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1048 {
1049         struct task_struct *curr;
1050         struct rq *rq;
1051
1052         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1053                 goto out;
1054
1055         rq = cpu_rq(cpu);
1056
1057         rcu_read_lock();
1058         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1059
1060         /*
1061          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1062          * decide where to wake it up.
1063          * If it has a later deadline and the current task
1064          * on this rq can't move (provided the waking task
1065          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1066          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1067          * try to make it stay here, it might be important.
1068          */
1069         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1070             (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1071              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1072             (p->nr_cpus_allowed > 1)) {
1073                 int target = find_later_rq(p);
1074
1075                 if (target != -1 &&
1076                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1077                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1078                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1079                         cpu = target;
1080         }
1081         rcu_read_unlock();
1082
1083 out:
1084         return cpu;
1085 }
1086
1087 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1088 {
1089         /*
1090          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1091          * let's hope p can move out.
1092          */
1093         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1094             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
1095                 return;
1096
1097         /*
1098          * p is migratable, so let's not schedule it and
1099          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1100          */
1101         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1102             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
1103                 return;
1104
1105         resched_curr(rq);
1106 }
1107
1108 #endif /* CONFIG_SMP */
1109
1110 /*
1111  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1112  * tasks.
1113  */
1114 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1115                                   int flags)
1116 {
1117         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1118                 resched_curr(rq);
1119                 return;
1120         }
1121
1122 #ifdef CONFIG_SMP
1123         /*
1124          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1125          * let us try to decide what's the best thing to do...
1126          */
1127         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1128             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1129                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1130 #endif /* CONFIG_SMP */
1131 }
1132
1133 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1134 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1135 {
1136         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1137 }
1138 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1139 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1140 {
1141 }
1142 #endif
1143
1144 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1145                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1146 {
1147         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1148
1149         if (!left)
1150                 return NULL;
1151
1152         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1153 }
1154
1155 struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1156 {
1157         struct sched_dl_entity *dl_se;
1158         struct task_struct *p;
1159         struct dl_rq *dl_rq;
1160
1161         dl_rq = &rq->dl;
1162
1163         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1164                 /*
1165                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1166                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1167                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we're
1168                  * being very careful to re-start the picking loop.
1169                  */
1170                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1171                 pull_dl_task(rq);
1172                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1173                 /*
1174                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1175                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1176                  * re-start task selection.
1177                  */
1178                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1179                         return RETRY_TASK;
1180         }
1181
1182         /*
1183          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1184          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1185          */
1186         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1187                 update_curr_dl(rq);
1188
1189         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1190                 return NULL;
1191
1192         put_prev_task(rq, prev);
1193
1194         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1195         BUG_ON(!dl_se);
1196
1197         p = dl_task_of(dl_se);
1198         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1199
1200         /* Running task will never be pushed. */
1201        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1202
1203         if (hrtick_enabled(rq))
1204                 start_hrtick_dl(rq, p);
1205
1206         queue_push_tasks(rq);
1207
1208         return p;
1209 }
1210
1211 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1212 {
1213         update_curr_dl(rq);
1214
1215         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1216                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1217 }
1218
1219 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1220 {
1221         update_curr_dl(rq);
1222
1223         /*
1224          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1225          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1226          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1227          */
1228         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1229             is_leftmost(p, &rq->dl))
1230                 start_hrtick_dl(rq, p);
1231 }
1232
1233 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1234 {
1235         /*
1236          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1237          * sched_fork()
1238          */
1239 }
1240
1241 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1242 {
1243         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1244
1245         /*
1246          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1247          */
1248         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1249         /* XXX we should retain the bw until 0-lag */
1250         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1251         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1252 }
1253
1254 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1255 {
1256         struct task_struct *p = rq->curr;
1257
1258         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1259
1260         /* You can't push away the running task */
1261         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1262 }
1263
1264 #ifdef CONFIG_SMP
1265
1266 /* Only try algorithms three times */
1267 #define DL_MAX_TRIES 3
1268
1269 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1270 {
1271         if (!task_running(rq, p) &&
1272             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1273                 return 1;
1274         return 0;
1275 }
1276
1277 /* Returns the second earliest -deadline task, NULL otherwise */
1278 static struct task_struct *pick_next_earliest_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1279 {
1280         struct rb_node *next_node = rq->dl.rb_leftmost;
1281         struct sched_dl_entity *dl_se;
1282         struct task_struct *p = NULL;
1283
1284 next_node:
1285         next_node = rb_next(next_node);
1286         if (next_node) {
1287                 dl_se = rb_entry(next_node, struct sched_dl_entity, rb_node);
1288                 p = dl_task_of(dl_se);
1289
1290                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1291                         return p;
1292
1293                 goto next_node;
1294         }
1295
1296         return NULL;
1297 }
1298
1299 /*
1300  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1301  * on the CPU, NULL otherwise:
1302  */
1303 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1304 {
1305         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost;
1306         struct task_struct *p = NULL;
1307
1308         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1309                 return NULL;
1310
1311 next_node:
1312         if (next_node) {
1313                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1314
1315                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1316                         return p;
1317
1318                 next_node = rb_next(next_node);
1319                 goto next_node;
1320         }
1321
1322         return NULL;
1323 }
1324
1325 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1326
1327 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1328 {
1329         struct sched_domain *sd;
1330         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1331         int this_cpu = smp_processor_id();
1332         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1333
1334         /* Make sure the mask is initialized first */
1335         if (unlikely(!later_mask))
1336                 return -1;
1337
1338         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1339                 return -1;
1340
1341         /*
1342          * We have to consider system topology and task affinity
1343          * first, then we can look for a suitable cpu.
1344          */
1345         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1346                         task, later_mask);
1347         if (best_cpu == -1)
1348                 return -1;
1349
1350         /*
1351          * If we are here, some target has been found,
1352          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1353          * This is, among the runqueues where the current tasks
1354          * have later deadlines than the task's one, the rq
1355          * with the latest possible one.
1356          *
1357          * Now we check how well this matches with task's
1358          * affinity and system topology.
1359          *
1360          * The last cpu where the task run is our first
1361          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1362          */
1363         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1364                 return cpu;
1365         /*
1366          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1367          * not in the mask) or not.
1368          */
1369         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1370                 this_cpu = -1;
1371
1372         rcu_read_lock();
1373         for_each_domain(cpu, sd) {
1374                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1375
1376                         /*
1377                          * If possible, preempting this_cpu is
1378                          * cheaper than migrating.
1379                          */
1380                         if (this_cpu != -1 &&
1381                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1382                                 rcu_read_unlock();
1383                                 return this_cpu;
1384                         }
1385
1386                         /*
1387                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1388                          * in the mask, that becomes our choice.
1389                          */
1390                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1391                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1392                                 rcu_read_unlock();
1393                                 return best_cpu;
1394                         }
1395                 }
1396         }
1397         rcu_read_unlock();
1398
1399         /*
1400          * At this point, all our guesses failed, we just return
1401          * 'something', and let the caller sort the things out.
1402          */
1403         if (this_cpu != -1)
1404                 return this_cpu;
1405
1406         cpu = cpumask_any(later_mask);
1407         if (cpu < nr_cpu_ids)
1408                 return cpu;
1409
1410         return -1;
1411 }
1412
1413 /* Locks the rq it finds */
1414 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1415 {
1416         struct rq *later_rq = NULL;
1417         int tries;
1418         int cpu;
1419
1420         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1421                 cpu = find_later_rq(task);
1422
1423                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1424                         break;
1425
1426                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1427
1428                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
1429                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
1430                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
1431                         /*
1432                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
1433                          * retrying does not release any lock and is unlikely
1434                          * to yield a different result.
1435                          */
1436                         later_rq = NULL;
1437                         break;
1438                 }
1439
1440                 /* Retry if something changed. */
1441                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1442                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1443                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1444                                                        &task->cpus_allowed) ||
1445                                      task_running(rq, task) ||
1446                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1447                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1448                                 later_rq = NULL;
1449                                 break;
1450                         }
1451                 }
1452
1453                 /*
1454                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1455                  * its earliest one has a later deadline than our
1456                  * task, the rq is a good one.
1457                  */
1458                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1459                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1460                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1461                         break;
1462
1463                 /* Otherwise we try again. */
1464                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1465                 later_rq = NULL;
1466         }
1467
1468         return later_rq;
1469 }
1470
1471 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1472 {
1473         struct task_struct *p;
1474
1475         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1476                 return NULL;
1477
1478         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1479                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1480
1481         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1482         BUG_ON(task_current(rq, p));
1483         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
1484
1485         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1486         BUG_ON(!dl_task(p));
1487
1488         return p;
1489 }
1490
1491 /*
1492  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1493  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1494  * and start executing.
1495  */
1496 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1497 {
1498         struct task_struct *next_task;
1499         struct rq *later_rq;
1500         int ret = 0;
1501
1502         if (!rq->dl.overloaded)
1503                 return 0;
1504
1505         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1506         if (!next_task)
1507                 return 0;
1508
1509 retry:
1510         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1511                 WARN_ON(1);
1512                 return 0;
1513         }
1514
1515         /*
1516          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1517          * can move away, it makes sense to just reschedule
1518          * without going further in pushing next_task.
1519          */
1520         if (dl_task(rq->curr) &&
1521             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1522             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
1523                 resched_curr(rq);
1524                 return 0;
1525         }
1526
1527         /* We might release rq lock */
1528         get_task_struct(next_task);
1529
1530         /* Will lock the rq it'll find */
1531         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1532         if (!later_rq) {
1533                 struct task_struct *task;
1534
1535                 /*
1536                  * We must check all this again, since
1537                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1538                  * then possible that next_task has migrated.
1539                  */
1540                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1541                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1542                         /*
1543                          * The task is still there. We don't try
1544                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1545                          */
1546                         goto out;
1547                 }
1548
1549                 if (!task)
1550                         /* No more tasks */
1551                         goto out;
1552
1553                 put_task_struct(next_task);
1554                 next_task = task;
1555                 goto retry;
1556         }
1557
1558         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1559         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1560         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1561         ret = 1;
1562
1563         resched_curr(later_rq);
1564
1565         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1566
1567 out:
1568         put_task_struct(next_task);
1569
1570         return ret;
1571 }
1572
1573 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1574 {
1575         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
1576         while (push_dl_task(rq))
1577                 ;
1578 }
1579
1580 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1581 {
1582         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
1583         struct task_struct *p;
1584         bool resched = false;
1585         struct rq *src_rq;
1586         u64 dmin = LONG_MAX;
1587
1588         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1589                 return;
1590
1591         /*
1592          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1593          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1594          */
1595         smp_rmb();
1596
1597         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1598                 if (this_cpu == cpu)
1599                         continue;
1600
1601                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1602
1603                 /*
1604                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1605                  * we are fine with this.
1606                  */
1607                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1608                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1609                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1610                         continue;
1611
1612                 /* Might drop this_rq->lock */
1613                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1614
1615                 /*
1616                  * If there are no more pullable tasks on the
1617                  * rq, we're done with it.
1618                  */
1619                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1620                         goto skip;
1621
1622                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
1623
1624                 /*
1625                  * We found a task to be pulled if:
1626                  *  - it preempts our current (if there's one),
1627                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1628                  */
1629                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1630                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1631                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1632                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1633                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1634                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1635
1636                         /*
1637                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1638                          * deadline than the current task of its runqueue.
1639                          */
1640                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1641                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1642                                 goto skip;
1643
1644                         resched = true;
1645
1646                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1647                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1648                         activate_task(this_rq, p, 0);
1649                         dmin = p->dl.deadline;
1650
1651                         /* Is there any other task even earlier? */
1652                 }
1653 skip:
1654                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1655         }
1656
1657         if (resched)
1658                 resched_curr(this_rq);
1659 }
1660
1661 /*
1662  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1663  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1664  */
1665 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1666 {
1667         if (!task_running(rq, p) &&
1668             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1669             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
1670             dl_task(rq->curr) &&
1671             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1672              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
1673                 push_dl_tasks(rq);
1674         }
1675 }
1676
1677 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1678                                 const struct cpumask *new_mask)
1679 {
1680         struct root_domain *src_rd;
1681         struct rq *rq;
1682
1683         BUG_ON(!dl_task(p));
1684
1685         rq = task_rq(p);
1686         src_rd = rq->rd;
1687         /*
1688          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
1689          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
1690          * update. We already made space for us in the destination
1691          * domain (see cpuset_can_attach()).
1692          */
1693         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
1694                 struct dl_bw *src_dl_b;
1695
1696                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
1697                 /*
1698                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
1699                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
1700                  * until we complete the update.
1701                  */
1702                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
1703                 __dl_clear(src_dl_b, p->dl.dl_bw);
1704                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
1705         }
1706
1707         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
1708 }
1709
1710 /* Assumes rq->lock is held */
1711 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1712 {
1713         if (rq->dl.overloaded)
1714                 dl_set_overload(rq);
1715
1716         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1717         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1718                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr, 1);
1719 }
1720
1721 /* Assumes rq->lock is held */
1722 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1723 {
1724         if (rq->dl.overloaded)
1725                 dl_clear_overload(rq);
1726
1727         cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
1728         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1729 }
1730
1731 void __init init_sched_dl_class(void)
1732 {
1733         unsigned int i;
1734
1735         for_each_possible_cpu(i)
1736                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1737                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1738 }
1739
1740 #endif /* CONFIG_SMP */
1741
1742 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1743 {
1744         /*
1745          * Start the deadline timer; if we switch back to dl before this we'll
1746          * continue consuming our current CBS slice. If we stay outside of
1747          * SCHED_DEADLINE until the deadline passes, the timer will reset the
1748          * task.
1749          */
1750         if (!start_dl_timer(p))
1751                 __dl_clear_params(p);
1752
1753         /*
1754          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1755          * this is the right place to try to pull some other one
1756          * from an overloaded cpu, if any.
1757          */
1758         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
1759                 return;
1760
1761         queue_pull_task(rq);
1762 }
1763
1764 /*
1765  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1766  * we try to push someone off, if possible.
1767  */
1768 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1769 {
1770         if (task_on_rq_queued(p) && rq->curr != p) {
1771 #ifdef CONFIG_SMP
1772                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
1773                         queue_push_tasks(rq);
1774 #else
1775                 if (dl_task(rq->curr))
1776                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1777                 else
1778                         resched_curr(rq);
1779 #endif
1780         }
1781 }
1782
1783 /*
1784  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
1785  * a push or pull operation might be needed.
1786  */
1787 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1788                             int oldprio)
1789 {
1790         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
1791 #ifdef CONFIG_SMP
1792                 /*
1793                  * This might be too much, but unfortunately
1794                  * we don't have the old deadline value, and
1795                  * we can't argue if the task is increasing
1796                  * or lowering its prio, so...
1797                  */
1798                 if (!rq->dl.overloaded)
1799                         queue_pull_task(rq);
1800
1801                 /*
1802                  * If we now have a earlier deadline task than p,
1803                  * then reschedule, provided p is still on this
1804                  * runqueue.
1805                  */
1806                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
1807                         resched_curr(rq);
1808 #else
1809                 /*
1810                  * Again, we don't know if p has a earlier
1811                  * or later deadline, so let's blindly set a
1812                  * (maybe not needed) rescheduling point.
1813                  */
1814                 resched_curr(rq);
1815 #endif /* CONFIG_SMP */
1816         } else
1817                 switched_to_dl(rq, p);
1818 }
1819
1820 const struct sched_class dl_sched_class = {
1821         .next                   = &rt_sched_class,
1822         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1823         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1824         .yield_task             = yield_task_dl,
1825
1826         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1827
1828         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1829         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1830
1831 #ifdef CONFIG_SMP
1832         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1833         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1834         .rq_online              = rq_online_dl,
1835         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1836         .task_woken             = task_woken_dl,
1837 #endif
1838
1839         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1840         .task_tick              = task_tick_dl,
1841         .task_fork              = task_fork_dl,
1842         .task_dead              = task_dead_dl,
1843
1844         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1845         .switched_from          = switched_from_dl,
1846         .switched_to            = switched_to_dl,
1847
1848         .update_curr            = update_curr_dl,
1849 };
1850
1851 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1852 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
1853
1854 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1855 {
1856         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
1857 }
1858 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */