x86/static_call: Add out-of-line static call implementation
[linux-2.6-microblaze.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_SMP
47 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
48 {
49         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
50                          "sched RCU must be held");
51         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
52 }
53
54 static inline int dl_bw_cpus(int i)
55 {
56         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
57         int cpus;
58
59         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
60                          "sched RCU must be held");
61
62         if (cpumask_subset(rd->span, cpu_active_mask))
63                 return cpumask_weight(rd->span);
64
65         cpus = 0;
66
67         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
68                 cpus++;
69
70         return cpus;
71 }
72
73 static inline unsigned long __dl_bw_capacity(int i)
74 {
75         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
76         unsigned long cap = 0;
77
78         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
79                          "sched RCU must be held");
80
81         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
82                 cap += capacity_orig_of(i);
83
84         return cap;
85 }
86
87 /*
88  * XXX Fix: If 'rq->rd == def_root_domain' perform AC against capacity
89  * of the CPU the task is running on rather rd's \Sum CPU capacity.
90  */
91 static inline unsigned long dl_bw_capacity(int i)
92 {
93         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity) &&
94             capacity_orig_of(i) == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
95                 return dl_bw_cpus(i) << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
96         } else {
97                 return __dl_bw_capacity(i);
98         }
99 }
100 #else
101 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
102 {
103         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
104 }
105
106 static inline int dl_bw_cpus(int i)
107 {
108         return 1;
109 }
110
111 static inline unsigned long dl_bw_capacity(int i)
112 {
113         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
114 }
115 #endif
116
117 static inline
118 void __add_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
119 {
120         u64 old = dl_rq->running_bw;
121
122         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
123         dl_rq->running_bw += dl_bw;
124         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw < old); /* overflow */
125         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
126         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
127         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
128 }
129
130 static inline
131 void __sub_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
132 {
133         u64 old = dl_rq->running_bw;
134
135         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
136         dl_rq->running_bw -= dl_bw;
137         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > old); /* underflow */
138         if (dl_rq->running_bw > old)
139                 dl_rq->running_bw = 0;
140         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
141         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
142 }
143
144 static inline
145 void __add_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
146 {
147         u64 old = dl_rq->this_bw;
148
149         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
150         dl_rq->this_bw += dl_bw;
151         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw < old); /* overflow */
152 }
153
154 static inline
155 void __sub_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
156 {
157         u64 old = dl_rq->this_bw;
158
159         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
160         dl_rq->this_bw -= dl_bw;
161         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw > old); /* underflow */
162         if (dl_rq->this_bw > old)
163                 dl_rq->this_bw = 0;
164         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
165 }
166
167 static inline
168 void add_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
169 {
170         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
171                 __add_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
172 }
173
174 static inline
175 void sub_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
176 {
177         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
178                 __sub_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
179 }
180
181 static inline
182 void add_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
183 {
184         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
185                 __add_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
186 }
187
188 static inline
189 void sub_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
190 {
191         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
192                 __sub_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
193 }
194
195 static void dl_change_utilization(struct task_struct *p, u64 new_bw)
196 {
197         struct rq *rq;
198
199         BUG_ON(p->dl.flags & SCHED_FLAG_SUGOV);
200
201         if (task_on_rq_queued(p))
202                 return;
203
204         rq = task_rq(p);
205         if (p->dl.dl_non_contending) {
206                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
207                 p->dl.dl_non_contending = 0;
208                 /*
209                  * If the timer handler is currently running and the
210                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
211                  * will see that dl_not_contending is not set, and
212                  * will not touch the rq's active utilization,
213                  * so we are still safe.
214                  */
215                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
216                         put_task_struct(p);
217         }
218         __sub_rq_bw(p->dl.dl_bw, &rq->dl);
219         __add_rq_bw(new_bw, &rq->dl);
220 }
221
222 /*
223  * The utilization of a task cannot be immediately removed from
224  * the rq active utilization (running_bw) when the task blocks.
225  * Instead, we have to wait for the so called "0-lag time".
226  *
227  * If a task blocks before the "0-lag time", a timer (the inactive
228  * timer) is armed, and running_bw is decreased when the timer
229  * fires.
230  *
231  * If the task wakes up again before the inactive timer fires,
232  * the timer is cancelled, whereas if the task wakes up after the
233  * inactive timer fired (and running_bw has been decreased) the
234  * task's utilization has to be added to running_bw again.
235  * A flag in the deadline scheduling entity (dl_non_contending)
236  * is used to avoid race conditions between the inactive timer handler
237  * and task wakeups.
238  *
239  * The following diagram shows how running_bw is updated. A task is
240  * "ACTIVE" when its utilization contributes to running_bw; an
241  * "ACTIVE contending" task is in the TASK_RUNNING state, while an
242  * "ACTIVE non contending" task is a blocked task for which the "0-lag time"
243  * has not passed yet. An "INACTIVE" task is a task for which the "0-lag"
244  * time already passed, which does not contribute to running_bw anymore.
245  *                              +------------------+
246  *             wakeup           |    ACTIVE        |
247  *          +------------------>+   contending     |
248  *          | add_running_bw    |                  |
249  *          |                   +----+------+------+
250  *          |                        |      ^
251  *          |                dequeue |      |
252  * +--------+-------+                |      |
253  * |                |   t >= 0-lag   |      | wakeup
254  * |    INACTIVE    |<---------------+      |
255  * |                | sub_running_bw |      |
256  * +--------+-------+                |      |
257  *          ^                        |      |
258  *          |              t < 0-lag |      |
259  *          |                        |      |
260  *          |                        V      |
261  *          |                   +----+------+------+
262  *          | sub_running_bw    |    ACTIVE        |
263  *          +-------------------+                  |
264  *            inactive timer    |  non contending  |
265  *            fired             +------------------+
266  *
267  * The task_non_contending() function is invoked when a task
268  * blocks, and checks if the 0-lag time already passed or
269  * not (in the first case, it directly updates running_bw;
270  * in the second case, it arms the inactive timer).
271  *
272  * The task_contending() function is invoked when a task wakes
273  * up, and checks if the task is still in the "ACTIVE non contending"
274  * state or not (in the second case, it updates running_bw).
275  */
276 static void task_non_contending(struct task_struct *p)
277 {
278         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
279         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
280         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
281         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
282         s64 zerolag_time;
283
284         /*
285          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
286          * do nothing
287          */
288         if (dl_se->dl_runtime == 0)
289                 return;
290
291         if (dl_entity_is_special(dl_se))
292                 return;
293
294         WARN_ON(dl_se->dl_non_contending);
295
296         zerolag_time = dl_se->deadline -
297                  div64_long((dl_se->runtime * dl_se->dl_period),
298                         dl_se->dl_runtime);
299
300         /*
301          * Using relative times instead of the absolute "0-lag time"
302          * allows to simplify the code
303          */
304         zerolag_time -= rq_clock(rq);
305
306         /*
307          * If the "0-lag time" already passed, decrease the active
308          * utilization now, instead of starting a timer
309          */
310         if ((zerolag_time < 0) || hrtimer_active(&dl_se->inactive_timer)) {
311                 if (dl_task(p))
312                         sub_running_bw(dl_se, dl_rq);
313                 if (!dl_task(p) || p->state == TASK_DEAD) {
314                         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
315
316                         if (p->state == TASK_DEAD)
317                                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
318                         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
319                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
320                         __dl_clear_params(p);
321                         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
322                 }
323
324                 return;
325         }
326
327         dl_se->dl_non_contending = 1;
328         get_task_struct(p);
329         hrtimer_start(timer, ns_to_ktime(zerolag_time), HRTIMER_MODE_REL_HARD);
330 }
331
332 static void task_contending(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
333 {
334         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
335
336         /*
337          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
338          * do nothing
339          */
340         if (dl_se->dl_runtime == 0)
341                 return;
342
343         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
344                 add_rq_bw(dl_se, dl_rq);
345
346         if (dl_se->dl_non_contending) {
347                 dl_se->dl_non_contending = 0;
348                 /*
349                  * If the timer handler is currently running and the
350                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
351                  * will see that dl_not_contending is not set, and
352                  * will not touch the rq's active utilization,
353                  * so we are still safe.
354                  */
355                 if (hrtimer_try_to_cancel(&dl_se->inactive_timer) == 1)
356                         put_task_struct(dl_task_of(dl_se));
357         } else {
358                 /*
359                  * Since "dl_non_contending" is not set, the
360                  * task's utilization has already been removed from
361                  * active utilization (either when the task blocked,
362                  * when the "inactive timer" fired).
363                  * So, add it back.
364                  */
365                 add_running_bw(dl_se, dl_rq);
366         }
367 }
368
369 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
370 {
371         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
372
373         return dl_rq->root.rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
374 }
375
376 static void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq);
377
378 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
379 {
380         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
381         dl_b->dl_period = period;
382         dl_b->dl_runtime = runtime;
383 }
384
385 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
386 {
387         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
388         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
389         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
390                 dl_b->bw = -1;
391         else
392                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
393         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
394         dl_b->total_bw = 0;
395 }
396
397 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
398 {
399         dl_rq->root = RB_ROOT_CACHED;
400
401 #ifdef CONFIG_SMP
402         /* zero means no -deadline tasks */
403         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
404
405         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
406         dl_rq->overloaded = 0;
407         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT_CACHED;
408 #else
409         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
410 #endif
411
412         dl_rq->running_bw = 0;
413         dl_rq->this_bw = 0;
414         init_dl_rq_bw_ratio(dl_rq);
415 }
416
417 #ifdef CONFIG_SMP
418
419 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
420 {
421         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
422 }
423
424 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
425 {
426         if (!rq->online)
427                 return;
428
429         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
430         /*
431          * Must be visible before the overload count is
432          * set (as in sched_rt.c).
433          *
434          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
435          */
436         smp_wmb();
437         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
438 }
439
440 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
441 {
442         if (!rq->online)
443                 return;
444
445         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
446         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
447 }
448
449 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
450 {
451         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
452                 if (!dl_rq->overloaded) {
453                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
454                         dl_rq->overloaded = 1;
455                 }
456         } else if (dl_rq->overloaded) {
457                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
458                 dl_rq->overloaded = 0;
459         }
460 }
461
462 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
463 {
464         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
465
466         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
467                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
468
469         update_dl_migration(dl_rq);
470 }
471
472 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
473 {
474         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
475
476         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
477                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
478
479         update_dl_migration(dl_rq);
480 }
481
482 /*
483  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
484  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
485  */
486 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
487 {
488         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
489         struct rb_node **link = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_root.rb_node;
490         struct rb_node *parent = NULL;
491         struct task_struct *entry;
492         bool leftmost = true;
493
494         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
495
496         while (*link) {
497                 parent = *link;
498                 entry = rb_entry(parent, struct task_struct,
499                                  pushable_dl_tasks);
500                 if (dl_entity_preempt(&p->dl, &entry->dl))
501                         link = &parent->rb_left;
502                 else {
503                         link = &parent->rb_right;
504                         leftmost = false;
505                 }
506         }
507
508         if (leftmost)
509                 dl_rq->earliest_dl.next = p->dl.deadline;
510
511         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
512         rb_insert_color_cached(&p->pushable_dl_tasks,
513                                &dl_rq->pushable_dl_tasks_root, leftmost);
514 }
515
516 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
517 {
518         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
519
520         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
521                 return;
522
523         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
524                 struct rb_node *next_node;
525
526                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
527                 if (next_node) {
528                         dl_rq->earliest_dl.next = rb_entry(next_node,
529                                 struct task_struct, pushable_dl_tasks)->dl.deadline;
530                 }
531         }
532
533         rb_erase_cached(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
534         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
535 }
536
537 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
538 {
539         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_root);
540 }
541
542 static int push_dl_task(struct rq *rq);
543
544 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
545 {
546         return dl_task(prev);
547 }
548
549 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
550 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
551
552 static void push_dl_tasks(struct rq *);
553 static void pull_dl_task(struct rq *);
554
555 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
556 {
557         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
558                 return;
559
560         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
561 }
562
563 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
564 {
565         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
566 }
567
568 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
569
570 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
571 {
572         struct rq *later_rq = NULL;
573         struct dl_bw *dl_b;
574
575         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
576         if (!later_rq) {
577                 int cpu;
578
579                 /*
580                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
581                  * online CPU:
582                  */
583                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, p->cpus_ptr);
584                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
585                         /*
586                          * Failed to find any suitable CPU.
587                          * The task will never come back!
588                          */
589                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
590
591                         /*
592                          * If admission control is disabled we
593                          * try a little harder to let the task
594                          * run.
595                          */
596                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
597                 }
598                 later_rq = cpu_rq(cpu);
599                 double_lock_balance(rq, later_rq);
600         }
601
602         if (p->dl.dl_non_contending || p->dl.dl_throttled) {
603                 /*
604                  * Inactive timer is armed (or callback is running, but
605                  * waiting for us to release rq locks). In any case, when it
606                  * will fire (or continue), it will see running_bw of this
607                  * task migrated to later_rq (and correctly handle it).
608                  */
609                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
610                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
611
612                 add_rq_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
613                 add_running_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
614         } else {
615                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
616                 add_rq_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
617         }
618
619         /*
620          * And we finally need to fixup root_domain(s) bandwidth accounting,
621          * since p is still hanging out in the old (now moved to default) root
622          * domain.
623          */
624         dl_b = &rq->rd->dl_bw;
625         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
626         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(rq->rd->span));
627         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
628
629         dl_b = &later_rq->rd->dl_bw;
630         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
631         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(later_rq->rd->span));
632         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
633
634         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
635         double_unlock_balance(later_rq, rq);
636
637         return later_rq;
638 }
639
640 #else
641
642 static inline
643 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
644 {
645 }
646
647 static inline
648 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
649 {
650 }
651
652 static inline
653 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
654 {
655 }
656
657 static inline
658 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
659 {
660 }
661
662 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
663 {
664         return false;
665 }
666
667 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
668 {
669 }
670
671 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
672 {
673 }
674
675 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
676 {
677 }
678 #endif /* CONFIG_SMP */
679
680 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
681 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
682 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
683
684 /*
685  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
686  * and this means that:
687  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
688  *    current time + relative deadline;
689  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
690  *
691  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
692  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
693  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
694  * parameters.
695  */
696 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
697 {
698         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
699         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
700
701         WARN_ON(dl_se->dl_boosted);
702         WARN_ON(dl_time_before(rq_clock(rq), dl_se->deadline));
703
704         /*
705          * We are racing with the deadline timer. So, do nothing because
706          * the deadline timer handler will take care of properly recharging
707          * the runtime and postponing the deadline
708          */
709         if (dl_se->dl_throttled)
710                 return;
711
712         /*
713          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
714          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
715          * spent on hardirq context, etc.).
716          */
717         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + dl_se->dl_deadline;
718         dl_se->runtime = dl_se->dl_runtime;
719 }
720
721 /*
722  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
723  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
724  * exhausting its runtime.
725  *
726  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
727  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
728  * other entities.
729  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
730  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
731  *
732  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
733  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
734  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
735  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
736  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
737  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
738  */
739 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
740                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
741 {
742         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
743         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
744
745         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
746
747         /*
748          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
749          * Just go with full inherited parameters.
750          */
751         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
752                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
753                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
754         }
755
756         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
757                 dl_se->runtime = 0;
758
759         /*
760          * We keep moving the deadline away until we get some
761          * available runtime for the entity. This ensures correct
762          * handling of situations where the runtime overrun is
763          * arbitrary large.
764          */
765         while (dl_se->runtime <= 0) {
766                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
767                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
768         }
769
770         /*
771          * At this point, the deadline really should be "in
772          * the future" with respect to rq->clock. If it's
773          * not, we are, for some reason, lagging too much!
774          * Anyway, after having warn userspace abut that,
775          * we still try to keep the things running by
776          * resetting the deadline and the budget of the
777          * entity.
778          */
779         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
780                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
781                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
782                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
783         }
784
785         if (dl_se->dl_yielded)
786                 dl_se->dl_yielded = 0;
787         if (dl_se->dl_throttled)
788                 dl_se->dl_throttled = 0;
789 }
790
791 /*
792  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
793  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
794  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
795  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
796  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
797  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
798  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
799  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
800  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
801  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
802  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
803  * Documentation/scheduler/sched-deadline.rst for more information).
804  *
805  * This function returns true if:
806  *
807  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline ,
808  *
809  * IOW we can't recycle current parameters.
810  *
811  * Notice that the bandwidth check is done against the deadline. For
812  * task with deadline equal to period this is the same of using
813  * dl_period instead of dl_deadline in the equation above.
814  */
815 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
816                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
817 {
818         u64 left, right;
819
820         /*
821          * left and right are the two sides of the equation above,
822          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
823          * of divisions.
824          *
825          * Note that none of the time values involved in the two
826          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
827          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
828          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
829          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
830          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
831          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
832          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
833          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
834          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
835          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
836          * (but still we want to give the user that illusion >;).
837          */
838         left = (pi_se->dl_deadline >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
839         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
840                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
841
842         return dl_time_before(right, left);
843 }
844
845 /*
846  * Revised wakeup rule [1]: For self-suspending tasks, rather then
847  * re-initializing task's runtime and deadline, the revised wakeup
848  * rule adjusts the task's runtime to avoid the task to overrun its
849  * density.
850  *
851  * Reasoning: a task may overrun the density if:
852  *    runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline
853  *
854  * Therefore, runtime can be adjusted to:
855  *     runtime = (dl_runtime / dl_deadline) * (deadline - t)
856  *
857  * In such way that runtime will be equal to the maximum density
858  * the task can use without breaking any rule.
859  *
860  * [1] Luca Abeni, Giuseppe Lipari, and Juri Lelli. 2015. Constant
861  * bandwidth server revisited. SIGBED Rev. 11, 4 (January 2015), 19-24.
862  */
863 static void
864 update_dl_revised_wakeup(struct sched_dl_entity *dl_se, struct rq *rq)
865 {
866         u64 laxity = dl_se->deadline - rq_clock(rq);
867
868         /*
869          * If the task has deadline < period, and the deadline is in the past,
870          * it should already be throttled before this check.
871          *
872          * See update_dl_entity() comments for further details.
873          */
874         WARN_ON(dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)));
875
876         dl_se->runtime = (dl_se->dl_density * laxity) >> BW_SHIFT;
877 }
878
879 /*
880  * Regarding the deadline, a task with implicit deadline has a relative
881  * deadline == relative period. A task with constrained deadline has a
882  * relative deadline <= relative period.
883  *
884  * We support constrained deadline tasks. However, there are some restrictions
885  * applied only for tasks which do not have an implicit deadline. See
886  * update_dl_entity() to know more about such restrictions.
887  *
888  * The dl_is_implicit() returns true if the task has an implicit deadline.
889  */
890 static inline bool dl_is_implicit(struct sched_dl_entity *dl_se)
891 {
892         return dl_se->dl_deadline == dl_se->dl_period;
893 }
894
895 /*
896  * When a deadline entity is placed in the runqueue, its runtime and deadline
897  * might need to be updated. This is done by a CBS wake up rule. There are two
898  * different rules: 1) the original CBS; and 2) the Revisited CBS.
899  *
900  * When the task is starting a new period, the Original CBS is used. In this
901  * case, the runtime is replenished and a new absolute deadline is set.
902  *
903  * When a task is queued before the begin of the next period, using the
904  * remaining runtime and deadline could make the entity to overflow, see
905  * dl_entity_overflow() to find more about runtime overflow. When such case
906  * is detected, the runtime and deadline need to be updated.
907  *
908  * If the task has an implicit deadline, i.e., deadline == period, the Original
909  * CBS is applied. the runtime is replenished and a new absolute deadline is
910  * set, as in the previous cases.
911  *
912  * However, the Original CBS does not work properly for tasks with
913  * deadline < period, which are said to have a constrained deadline. By
914  * applying the Original CBS, a constrained deadline task would be able to run
915  * runtime/deadline in a period. With deadline < period, the task would
916  * overrun the runtime/period allowed bandwidth, breaking the admission test.
917  *
918  * In order to prevent this misbehave, the Revisited CBS is used for
919  * constrained deadline tasks when a runtime overflow is detected. In the
920  * Revisited CBS, rather than replenishing & setting a new absolute deadline,
921  * the remaining runtime of the task is reduced to avoid runtime overflow.
922  * Please refer to the comments update_dl_revised_wakeup() function to find
923  * more about the Revised CBS rule.
924  */
925 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
926                              struct sched_dl_entity *pi_se)
927 {
928         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
929         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
930
931         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
932             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
933
934                 if (unlikely(!dl_is_implicit(dl_se) &&
935                              !dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
936                              !dl_se->dl_boosted)){
937                         update_dl_revised_wakeup(dl_se, rq);
938                         return;
939                 }
940
941                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
942                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
943         }
944 }
945
946 static inline u64 dl_next_period(struct sched_dl_entity *dl_se)
947 {
948         return dl_se->deadline - dl_se->dl_deadline + dl_se->dl_period;
949 }
950
951 /*
952  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
953  * while waiting for some new execution time to become available, we
954  * set the bandwidth replenishment timer to the replenishment instant
955  * and try to activate it.
956  *
957  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
958  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
959  * the future or in the past).
960  */
961 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
962 {
963         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
964         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
965         struct rq *rq = task_rq(p);
966         ktime_t now, act;
967         s64 delta;
968
969         lockdep_assert_held(&rq->lock);
970
971         /*
972          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
973          * that it is actually coming from rq->clock and not from
974          * hrtimer's time base reading.
975          */
976         act = ns_to_ktime(dl_next_period(dl_se));
977         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
978         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
979         act = ktime_add_ns(act, delta);
980
981         /*
982          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
983          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
984          * start the timer in the past!
985          */
986         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
987                 return 0;
988
989         /*
990          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
991          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
992          *
993          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
994          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
995          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
996          * and observe our state.
997          */
998         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
999                 get_task_struct(p);
1000                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS_HARD);
1001         }
1002
1003         return 1;
1004 }
1005
1006 /*
1007  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
1008  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
1009  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
1010  *
1011  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
1012  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
1013  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
1014  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
1015  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
1016  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
1017  * next call to enqueue_task_dl().
1018  */
1019 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
1020 {
1021         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1022                                                      struct sched_dl_entity,
1023                                                      dl_timer);
1024         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1025         struct rq_flags rf;
1026         struct rq *rq;
1027
1028         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1029
1030         /*
1031          * The task might have changed its scheduling policy to something
1032          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_from_dl()).
1033          */
1034         if (!dl_task(p))
1035                 goto unlock;
1036
1037         /*
1038          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
1039          * boosting/deboosting path, its not throttled.
1040          */
1041         if (dl_se->dl_boosted)
1042                 goto unlock;
1043
1044         /*
1045          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
1046          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
1047          */
1048         if (!dl_se->dl_throttled)
1049                 goto unlock;
1050
1051         sched_clock_tick();
1052         update_rq_clock(rq);
1053
1054         /*
1055          * If the throttle happened during sched-out; like:
1056          *
1057          *   schedule()
1058          *     deactivate_task()
1059          *       dequeue_task_dl()
1060          *         update_curr_dl()
1061          *           start_dl_timer()
1062          *         __dequeue_task_dl()
1063          *     prev->on_rq = 0;
1064          *
1065          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
1066          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
1067          */
1068         if (!task_on_rq_queued(p)) {
1069                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
1070                 goto unlock;
1071         }
1072
1073 #ifdef CONFIG_SMP
1074         if (unlikely(!rq->online)) {
1075                 /*
1076                  * If the runqueue is no longer available, migrate the
1077                  * task elsewhere. This necessarily changes rq.
1078                  */
1079                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1080                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
1081                 rf.cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1082                 update_rq_clock(rq);
1083
1084                 /*
1085                  * Now that the task has been migrated to the new RQ and we
1086                  * have that locked, proceed as normal and enqueue the task
1087                  * there.
1088                  */
1089         }
1090 #endif
1091
1092         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
1093         if (dl_task(rq->curr))
1094                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1095         else
1096                 resched_curr(rq);
1097
1098 #ifdef CONFIG_SMP
1099         /*
1100          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
1101          * to kick someone away.
1102          */
1103         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
1104                 /*
1105                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
1106                  * rq->lock.
1107                  */
1108                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1109                 push_dl_task(rq);
1110                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1111         }
1112 #endif
1113
1114 unlock:
1115         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1116
1117         /*
1118          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
1119          * anything related to that after this.
1120          */
1121         put_task_struct(p);
1122
1123         return HRTIMER_NORESTART;
1124 }
1125
1126 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1127 {
1128         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
1129
1130         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
1131         timer->function = dl_task_timer;
1132 }
1133
1134 /*
1135  * During the activation, CBS checks if it can reuse the current task's
1136  * runtime and period. If the deadline of the task is in the past, CBS
1137  * cannot use the runtime, and so it replenishes the task. This rule
1138  * works fine for implicit deadline tasks (deadline == period), and the
1139  * CBS was designed for implicit deadline tasks. However, a task with
1140  * constrained deadline (deadline < period) might be awakened after the
1141  * deadline, but before the next period. In this case, replenishing the
1142  * task would allow it to run for runtime / deadline. As in this case
1143  * deadline < period, CBS enables a task to run for more than the
1144  * runtime / period. In a very loaded system, this can cause a domino
1145  * effect, making other tasks miss their deadlines.
1146  *
1147  * To avoid this problem, in the activation of a constrained deadline
1148  * task after the deadline but before the next period, throttle the
1149  * task and set the replenishing timer to the begin of the next period,
1150  * unless it is boosted.
1151  */
1152 static inline void dl_check_constrained_dl(struct sched_dl_entity *dl_se)
1153 {
1154         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1155         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se));
1156
1157         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
1158             dl_time_before(rq_clock(rq), dl_next_period(dl_se))) {
1159                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(p)))
1160                         return;
1161                 dl_se->dl_throttled = 1;
1162                 if (dl_se->runtime > 0)
1163                         dl_se->runtime = 0;
1164         }
1165 }
1166
1167 static
1168 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
1169 {
1170         return (dl_se->runtime <= 0);
1171 }
1172
1173 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
1174
1175 /*
1176  * This function implements the GRUB accounting rule:
1177  * according to the GRUB reclaiming algorithm, the runtime is
1178  * not decreased as "dq = -dt", but as
1179  * "dq = -max{u / Umax, (1 - Uinact - Uextra)} dt",
1180  * where u is the utilization of the task, Umax is the maximum reclaimable
1181  * utilization, Uinact is the (per-runqueue) inactive utilization, computed
1182  * as the difference between the "total runqueue utilization" and the
1183  * runqueue active utilization, and Uextra is the (per runqueue) extra
1184  * reclaimable utilization.
1185  * Since rq->dl.running_bw and rq->dl.this_bw contain utilizations
1186  * multiplied by 2^BW_SHIFT, the result has to be shifted right by
1187  * BW_SHIFT.
1188  * Since rq->dl.bw_ratio contains 1 / Umax multipled by 2^RATIO_SHIFT,
1189  * dl_bw is multiped by rq->dl.bw_ratio and shifted right by RATIO_SHIFT.
1190  * Since delta is a 64 bit variable, to have an overflow its value
1191  * should be larger than 2^(64 - 20 - 8), which is more than 64 seconds.
1192  * So, overflow is not an issue here.
1193  */
1194 static u64 grub_reclaim(u64 delta, struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1195 {
1196         u64 u_inact = rq->dl.this_bw - rq->dl.running_bw; /* Utot - Uact */
1197         u64 u_act;
1198         u64 u_act_min = (dl_se->dl_bw * rq->dl.bw_ratio) >> RATIO_SHIFT;
1199
1200         /*
1201          * Instead of computing max{u * bw_ratio, (1 - u_inact - u_extra)},
1202          * we compare u_inact + rq->dl.extra_bw with
1203          * 1 - (u * rq->dl.bw_ratio >> RATIO_SHIFT), because
1204          * u_inact + rq->dl.extra_bw can be larger than
1205          * 1 * (so, 1 - u_inact - rq->dl.extra_bw would be negative
1206          * leading to wrong results)
1207          */
1208         if (u_inact + rq->dl.extra_bw > BW_UNIT - u_act_min)
1209                 u_act = u_act_min;
1210         else
1211                 u_act = BW_UNIT - u_inact - rq->dl.extra_bw;
1212
1213         return (delta * u_act) >> BW_SHIFT;
1214 }
1215
1216 /*
1217  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
1218  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
1219  */
1220 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
1221 {
1222         struct task_struct *curr = rq->curr;
1223         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
1224         u64 delta_exec, scaled_delta_exec;
1225         int cpu = cpu_of(rq);
1226         u64 now;
1227
1228         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
1229                 return;
1230
1231         /*
1232          * Consumed budget is computed considering the time as
1233          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
1234          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
1235          * computed using hard walltime. This seems to be the more
1236          * natural solution, but the full ramifications of this
1237          * approach need further study.
1238          */
1239         now = rq_clock_task(rq);
1240         delta_exec = now - curr->se.exec_start;
1241         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
1242                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
1243                         goto throttle;
1244                 return;
1245         }
1246
1247         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
1248                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
1249
1250         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
1251         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
1252
1253         curr->se.exec_start = now;
1254         cgroup_account_cputime(curr, delta_exec);
1255
1256         if (dl_entity_is_special(dl_se))
1257                 return;
1258
1259         /*
1260          * For tasks that participate in GRUB, we implement GRUB-PA: the
1261          * spare reclaimed bandwidth is used to clock down frequency.
1262          *
1263          * For the others, we still need to scale reservation parameters
1264          * according to current frequency and CPU maximum capacity.
1265          */
1266         if (unlikely(dl_se->flags & SCHED_FLAG_RECLAIM)) {
1267                 scaled_delta_exec = grub_reclaim(delta_exec,
1268                                                  rq,
1269                                                  &curr->dl);
1270         } else {
1271                 unsigned long scale_freq = arch_scale_freq_capacity(cpu);
1272                 unsigned long scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
1273
1274                 scaled_delta_exec = cap_scale(delta_exec, scale_freq);
1275                 scaled_delta_exec = cap_scale(scaled_delta_exec, scale_cpu);
1276         }
1277
1278         dl_se->runtime -= scaled_delta_exec;
1279
1280 throttle:
1281         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
1282                 dl_se->dl_throttled = 1;
1283
1284                 /* If requested, inform the user about runtime overruns. */
1285                 if (dl_runtime_exceeded(dl_se) &&
1286                     (dl_se->flags & SCHED_FLAG_DL_OVERRUN))
1287                         dl_se->dl_overrun = 1;
1288
1289                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
1290                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(curr)))
1291                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
1292
1293                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
1294                         resched_curr(rq);
1295         }
1296
1297         /*
1298          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
1299          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
1300          * would be able to exceed the shared quota.
1301          *
1302          * Account to the root rt group for now.
1303          *
1304          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
1305          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
1306          * out before that can happen.
1307          */
1308         if (rt_bandwidth_enabled()) {
1309                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
1310
1311                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1312                 /*
1313                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
1314                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
1315                  * bandwidth is relevant.
1316                  */
1317                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
1318                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
1319                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1320         }
1321 }
1322
1323 static enum hrtimer_restart inactive_task_timer(struct hrtimer *timer)
1324 {
1325         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1326                                                      struct sched_dl_entity,
1327                                                      inactive_timer);
1328         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1329         struct rq_flags rf;
1330         struct rq *rq;
1331
1332         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1333
1334         sched_clock_tick();
1335         update_rq_clock(rq);
1336
1337         if (!dl_task(p) || p->state == TASK_DEAD) {
1338                 struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1339
1340                 if (p->state == TASK_DEAD && dl_se->dl_non_contending) {
1341                         sub_running_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1342                         sub_rq_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1343                         dl_se->dl_non_contending = 0;
1344                 }
1345
1346                 raw_spin_lock(&dl_b->lock);
1347                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
1348                 raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
1349                 __dl_clear_params(p);
1350
1351                 goto unlock;
1352         }
1353         if (dl_se->dl_non_contending == 0)
1354                 goto unlock;
1355
1356         sub_running_bw(dl_se, &rq->dl);
1357         dl_se->dl_non_contending = 0;
1358 unlock:
1359         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1360         put_task_struct(p);
1361
1362         return HRTIMER_NORESTART;
1363 }
1364
1365 void init_dl_inactive_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1366 {
1367         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
1368
1369         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
1370         timer->function = inactive_task_timer;
1371 }
1372
1373 #ifdef CONFIG_SMP
1374
1375 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1376 {
1377         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1378
1379         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
1380             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
1381                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
1382                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline);
1383         }
1384 }
1385
1386 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1387 {
1388         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1389
1390         /*
1391          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
1392          * task we must recompute them.
1393          */
1394         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
1395                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
1396                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
1397                 cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1398         } else {
1399                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->root.rb_leftmost;
1400                 struct sched_dl_entity *entry;
1401
1402                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
1403                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
1404                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline);
1405         }
1406 }
1407
1408 #else
1409
1410 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1411 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1412
1413 #endif /* CONFIG_SMP */
1414
1415 static inline
1416 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1417 {
1418         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1419         u64 deadline = dl_se->deadline;
1420
1421         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1422         dl_rq->dl_nr_running++;
1423         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1424
1425         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
1426         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1427 }
1428
1429 static inline
1430 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1431 {
1432         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1433
1434         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1435         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
1436         dl_rq->dl_nr_running--;
1437         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1438
1439         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
1440         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1441 }
1442
1443 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1444 {
1445         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1446         struct rb_node **link = &dl_rq->root.rb_root.rb_node;
1447         struct rb_node *parent = NULL;
1448         struct sched_dl_entity *entry;
1449         int leftmost = 1;
1450
1451         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
1452
1453         while (*link) {
1454                 parent = *link;
1455                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
1456                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
1457                         link = &parent->rb_left;
1458                 else {
1459                         link = &parent->rb_right;
1460                         leftmost = 0;
1461                 }
1462         }
1463
1464         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
1465         rb_insert_color_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root, leftmost);
1466
1467         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1468 }
1469
1470 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1471 {
1472         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1473
1474         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
1475                 return;
1476
1477         rb_erase_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root);
1478         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
1479
1480         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1481 }
1482
1483 static void
1484 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
1485                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
1486 {
1487         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
1488
1489         /*
1490          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
1491          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
1492          * we want a replenishment of its runtime.
1493          */
1494         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1495                 task_contending(dl_se, flags);
1496                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
1497         } else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH) {
1498                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
1499         } else if ((flags & ENQUEUE_RESTORE) &&
1500                   dl_time_before(dl_se->deadline,
1501                                  rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se))))) {
1502                 setup_new_dl_entity(dl_se);
1503         }
1504
1505         __enqueue_dl_entity(dl_se);
1506 }
1507
1508 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1509 {
1510         __dequeue_dl_entity(dl_se);
1511 }
1512
1513 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1514 {
1515         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
1516         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
1517
1518         /*
1519          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter task if:
1520          * - we have a top pi-waiter which is a SCHED_DEADLINE task AND
1521          * - our dl_boosted is set (i.e. the pi-waiter's (absolute) deadline is
1522          *   smaller than our deadline OR we are a !SCHED_DEADLINE task getting
1523          *   boosted due to a SCHED_DEADLINE pi-waiter).
1524          * Otherwise we keep our runtime and deadline.
1525          */
1526         if (pi_task && dl_prio(pi_task->normal_prio) && p->dl.dl_boosted) {
1527                 pi_se = &pi_task->dl;
1528         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
1529                 /*
1530                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
1531                  * that is going to be deboosted, but exceeds its
1532                  * runtime while doing so. No point in replenishing
1533                  * it, as it's going to return back to its original
1534                  * scheduling class after this.
1535                  */
1536                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
1537                 return;
1538         }
1539
1540         /*
1541          * Check if a constrained deadline task was activated
1542          * after the deadline but before the next period.
1543          * If that is the case, the task will be throttled and
1544          * the replenishment timer will be set to the next period.
1545          */
1546         if (!p->dl.dl_throttled && !dl_is_implicit(&p->dl))
1547                 dl_check_constrained_dl(&p->dl);
1548
1549         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & ENQUEUE_RESTORE) {
1550                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1551                 add_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1552         }
1553
1554         /*
1555          * If p is throttled, we do not enqueue it. In fact, if it exhausted
1556          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
1557          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
1558          * run yet) will take care of this.
1559          * However, the active utilization does not depend on the fact
1560          * that the task is on the runqueue or not (but depends on the
1561          * task's state - in GRUB parlance, "inactive" vs "active contending").
1562          * In other words, even if a task is throttled its utilization must
1563          * be counted in the active utilization; hence, we need to call
1564          * add_running_bw().
1565          */
1566         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH)) {
1567                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1568                         task_contending(&p->dl, flags);
1569
1570                 return;
1571         }
1572
1573         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
1574
1575         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1576                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1577 }
1578
1579 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1580 {
1581         dequeue_dl_entity(&p->dl);
1582         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1583 }
1584
1585 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1586 {
1587         update_curr_dl(rq);
1588         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
1589
1590         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & DEQUEUE_SAVE) {
1591                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1592                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1593         }
1594
1595         /*
1596          * This check allows to start the inactive timer (or to immediately
1597          * decrease the active utilization, if needed) in two cases:
1598          * when the task blocks and when it is terminating
1599          * (p->state == TASK_DEAD). We can handle the two cases in the same
1600          * way, because from GRUB's point of view the same thing is happening
1601          * (the task moves from "active contending" to "active non contending"
1602          * or "inactive")
1603          */
1604         if (flags & DEQUEUE_SLEEP)
1605                 task_non_contending(p);
1606 }
1607
1608 /*
1609  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
1610  *
1611  *   get off from the CPU until our next instance, with
1612  *   a new runtime. This is of little use now, since we
1613  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
1614  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
1615  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
1616  *   is available for other task instances to use it.
1617  */
1618 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
1619 {
1620         /*
1621          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1622          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1623          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1624          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1625          */
1626         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1627
1628         update_rq_clock(rq);
1629         update_curr_dl(rq);
1630         /*
1631          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1632          * so we don't do microscopic update in schedule()
1633          * and double the fastpath cost.
1634          */
1635         rq_clock_skip_update(rq);
1636 }
1637
1638 #ifdef CONFIG_SMP
1639
1640 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1641
1642 static int
1643 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1644 {
1645         struct task_struct *curr;
1646         bool select_rq;
1647         struct rq *rq;
1648
1649         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1650                 goto out;
1651
1652         rq = cpu_rq(cpu);
1653
1654         rcu_read_lock();
1655         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1656
1657         /*
1658          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1659          * decide where to wake it up.
1660          * If it has a later deadline and the current task
1661          * on this rq can't move (provided the waking task
1662          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1663          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1664          * try to make it stay here, it might be important.
1665          */
1666         select_rq = unlikely(dl_task(curr)) &&
1667                     (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1668                      !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1669                     p->nr_cpus_allowed > 1;
1670
1671         /*
1672          * Take the capacity of the CPU into account to
1673          * ensure it fits the requirement of the task.
1674          */
1675         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
1676                 select_rq |= !dl_task_fits_capacity(p, cpu);
1677
1678         if (select_rq) {
1679                 int target = find_later_rq(p);
1680
1681                 if (target != -1 &&
1682                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1683                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1684                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1685                         cpu = target;
1686         }
1687         rcu_read_unlock();
1688
1689 out:
1690         return cpu;
1691 }
1692
1693 static void migrate_task_rq_dl(struct task_struct *p, int new_cpu __maybe_unused)
1694 {
1695         struct rq *rq;
1696
1697         if (p->state != TASK_WAKING)
1698                 return;
1699
1700         rq = task_rq(p);
1701         /*
1702          * Since p->state == TASK_WAKING, set_task_cpu() has been called
1703          * from try_to_wake_up(). Hence, p->pi_lock is locked, but
1704          * rq->lock is not... So, lock it
1705          */
1706         raw_spin_lock(&rq->lock);
1707         if (p->dl.dl_non_contending) {
1708                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1709                 p->dl.dl_non_contending = 0;
1710                 /*
1711                  * If the timer handler is currently running and the
1712                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
1713                  * will see that dl_not_contending is not set, and
1714                  * will not touch the rq's active utilization,
1715                  * so we are still safe.
1716                  */
1717                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
1718                         put_task_struct(p);
1719         }
1720         sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1721         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1722 }
1723
1724 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1725 {
1726         /*
1727          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1728          * let's hope p can move out.
1729          */
1730         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1731             !cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL))
1732                 return;
1733
1734         /*
1735          * p is migratable, so let's not schedule it and
1736          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1737          */
1738         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1739             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL))
1740                 return;
1741
1742         resched_curr(rq);
1743 }
1744
1745 static int balance_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1746 {
1747         if (!on_dl_rq(&p->dl) && need_pull_dl_task(rq, p)) {
1748                 /*
1749                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1750                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1751                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
1752                  * not yet started the picking loop.
1753                  */
1754                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1755                 pull_dl_task(rq);
1756                 rq_repin_lock(rq, rf);
1757         }
1758
1759         return sched_stop_runnable(rq) || sched_dl_runnable(rq);
1760 }
1761 #endif /* CONFIG_SMP */
1762
1763 /*
1764  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1765  * tasks.
1766  */
1767 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1768                                   int flags)
1769 {
1770         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1771                 resched_curr(rq);
1772                 return;
1773         }
1774
1775 #ifdef CONFIG_SMP
1776         /*
1777          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1778          * let us try to decide what's the best thing to do...
1779          */
1780         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1781             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1782                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1783 #endif /* CONFIG_SMP */
1784 }
1785
1786 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1787 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1788 {
1789         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1790 }
1791 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1792 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1793 {
1794 }
1795 #endif
1796
1797 static void set_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
1798 {
1799         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1800
1801         /* You can't push away the running task */
1802         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1803
1804         if (!first)
1805                 return;
1806
1807         if (hrtick_enabled(rq))
1808                 start_hrtick_dl(rq, p);
1809
1810         if (rq->curr->sched_class != &dl_sched_class)
1811                 update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 0);
1812
1813         deadline_queue_push_tasks(rq);
1814 }
1815
1816 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1817                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1818 {
1819         struct rb_node *left = rb_first_cached(&dl_rq->root);
1820
1821         if (!left)
1822                 return NULL;
1823
1824         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1825 }
1826
1827 static struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq)
1828 {
1829         struct sched_dl_entity *dl_se;
1830         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
1831         struct task_struct *p;
1832
1833         if (!sched_dl_runnable(rq))
1834                 return NULL;
1835
1836         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1837         BUG_ON(!dl_se);
1838         p = dl_task_of(dl_se);
1839         set_next_task_dl(rq, p, true);
1840         return p;
1841 }
1842
1843 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1844 {
1845         update_curr_dl(rq);
1846
1847         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
1848         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1849                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1850 }
1851
1852 /*
1853  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
1854  *
1855  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
1856  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
1857  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
1858  * parameters.
1859  */
1860 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1861 {
1862         update_curr_dl(rq);
1863
1864         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
1865         /*
1866          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1867          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1868          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1869          */
1870         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1871             is_leftmost(p, &rq->dl))
1872                 start_hrtick_dl(rq, p);
1873 }
1874
1875 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1876 {
1877         /*
1878          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1879          * sched_fork()
1880          */
1881 }
1882
1883 #ifdef CONFIG_SMP
1884
1885 /* Only try algorithms three times */
1886 #define DL_MAX_TRIES 3
1887
1888 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1889 {
1890         if (!task_running(rq, p) &&
1891             cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1892                 return 1;
1893         return 0;
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1898  * on the CPU, NULL otherwise:
1899  */
1900 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1901 {
1902         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost;
1903         struct task_struct *p = NULL;
1904
1905         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1906                 return NULL;
1907
1908 next_node:
1909         if (next_node) {
1910                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1911
1912                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1913                         return p;
1914
1915                 next_node = rb_next(next_node);
1916                 goto next_node;
1917         }
1918
1919         return NULL;
1920 }
1921
1922 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1923
1924 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1925 {
1926         struct sched_domain *sd;
1927         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1928         int this_cpu = smp_processor_id();
1929         int cpu = task_cpu(task);
1930
1931         /* Make sure the mask is initialized first */
1932         if (unlikely(!later_mask))
1933                 return -1;
1934
1935         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1936                 return -1;
1937
1938         /*
1939          * We have to consider system topology and task affinity
1940          * first, then we can look for a suitable CPU.
1941          */
1942         if (!cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl, task, later_mask))
1943                 return -1;
1944
1945         /*
1946          * If we are here, some targets have been found, including
1947          * the most suitable which is, among the runqueues where the
1948          * current tasks have later deadlines than the task's one, the
1949          * rq with the latest possible one.
1950          *
1951          * Now we check how well this matches with task's
1952          * affinity and system topology.
1953          *
1954          * The last CPU where the task run is our first
1955          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1956          */
1957         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1958                 return cpu;
1959         /*
1960          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1961          * not in the mask) or not.
1962          */
1963         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1964                 this_cpu = -1;
1965
1966         rcu_read_lock();
1967         for_each_domain(cpu, sd) {
1968                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1969                         int best_cpu;
1970
1971                         /*
1972                          * If possible, preempting this_cpu is
1973                          * cheaper than migrating.
1974                          */
1975                         if (this_cpu != -1 &&
1976                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1977                                 rcu_read_unlock();
1978                                 return this_cpu;
1979                         }
1980
1981                         best_cpu = cpumask_first_and(later_mask,
1982                                                         sched_domain_span(sd));
1983                         /*
1984                          * Last chance: if a CPU being in both later_mask
1985                          * and current sd span is valid, that becomes our
1986                          * choice. Of course, the latest possible CPU is
1987                          * already under consideration through later_mask.
1988                          */
1989                         if (best_cpu < nr_cpu_ids) {
1990                                 rcu_read_unlock();
1991                                 return best_cpu;
1992                         }
1993                 }
1994         }
1995         rcu_read_unlock();
1996
1997         /*
1998          * At this point, all our guesses failed, we just return
1999          * 'something', and let the caller sort the things out.
2000          */
2001         if (this_cpu != -1)
2002                 return this_cpu;
2003
2004         cpu = cpumask_any(later_mask);
2005         if (cpu < nr_cpu_ids)
2006                 return cpu;
2007
2008         return -1;
2009 }
2010
2011 /* Locks the rq it finds */
2012 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
2013 {
2014         struct rq *later_rq = NULL;
2015         int tries;
2016         int cpu;
2017
2018         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
2019                 cpu = find_later_rq(task);
2020
2021                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
2022                         break;
2023
2024                 later_rq = cpu_rq(cpu);
2025
2026                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
2027                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
2028                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
2029                         /*
2030                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
2031                          * retrying does not release any lock and is unlikely
2032                          * to yield a different result.
2033                          */
2034                         later_rq = NULL;
2035                         break;
2036                 }
2037
2038                 /* Retry if something changed. */
2039                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
2040                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
2041                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu, task->cpus_ptr) ||
2042                                      task_running(rq, task) ||
2043                                      !dl_task(task) ||
2044                                      !task_on_rq_queued(task))) {
2045                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2046                                 later_rq = NULL;
2047                                 break;
2048                         }
2049                 }
2050
2051                 /*
2052                  * If the rq we found has no -deadline task, or
2053                  * its earliest one has a later deadline than our
2054                  * task, the rq is a good one.
2055                  */
2056                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
2057                     dl_time_before(task->dl.deadline,
2058                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
2059                         break;
2060
2061                 /* Otherwise we try again. */
2062                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2063                 later_rq = NULL;
2064         }
2065
2066         return later_rq;
2067 }
2068
2069 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
2070 {
2071         struct task_struct *p;
2072
2073         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
2074                 return NULL;
2075
2076         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost,
2077                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
2078
2079         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
2080         BUG_ON(task_current(rq, p));
2081         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
2082
2083         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
2084         BUG_ON(!dl_task(p));
2085
2086         return p;
2087 }
2088
2089 /*
2090  * See if the non running -deadline tasks on this rq
2091  * can be sent to some other CPU where they can preempt
2092  * and start executing.
2093  */
2094 static int push_dl_task(struct rq *rq)
2095 {
2096         struct task_struct *next_task;
2097         struct rq *later_rq;
2098         int ret = 0;
2099
2100         if (!rq->dl.overloaded)
2101                 return 0;
2102
2103         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2104         if (!next_task)
2105                 return 0;
2106
2107 retry:
2108         if (WARN_ON(next_task == rq->curr))
2109                 return 0;
2110
2111         /*
2112          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
2113          * can move away, it makes sense to just reschedule
2114          * without going further in pushing next_task.
2115          */
2116         if (dl_task(rq->curr) &&
2117             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
2118             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
2119                 resched_curr(rq);
2120                 return 0;
2121         }
2122
2123         /* We might release rq lock */
2124         get_task_struct(next_task);
2125
2126         /* Will lock the rq it'll find */
2127         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
2128         if (!later_rq) {
2129                 struct task_struct *task;
2130
2131                 /*
2132                  * We must check all this again, since
2133                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
2134                  * then possible that next_task has migrated.
2135                  */
2136                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2137                 if (task == next_task) {
2138                         /*
2139                          * The task is still there. We don't try
2140                          * again, some other CPU will pull it when ready.
2141                          */
2142                         goto out;
2143                 }
2144
2145                 if (!task)
2146                         /* No more tasks */
2147                         goto out;
2148
2149                 put_task_struct(next_task);
2150                 next_task = task;
2151                 goto retry;
2152         }
2153
2154         deactivate_task(rq, next_task, 0);
2155         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
2156
2157         /*
2158          * Update the later_rq clock here, because the clock is used
2159          * by the cpufreq_update_util() inside __add_running_bw().
2160          */
2161         update_rq_clock(later_rq);
2162         activate_task(later_rq, next_task, ENQUEUE_NOCLOCK);
2163         ret = 1;
2164
2165         resched_curr(later_rq);
2166
2167         double_unlock_balance(rq, later_rq);
2168
2169 out:
2170         put_task_struct(next_task);
2171
2172         return ret;
2173 }
2174
2175 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
2176 {
2177         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
2178         while (push_dl_task(rq))
2179                 ;
2180 }
2181
2182 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
2183 {
2184         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
2185         struct task_struct *p;
2186         bool resched = false;
2187         struct rq *src_rq;
2188         u64 dmin = LONG_MAX;
2189
2190         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
2191                 return;
2192
2193         /*
2194          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
2195          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
2196          */
2197         smp_rmb();
2198
2199         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
2200                 if (this_cpu == cpu)
2201                         continue;
2202
2203                 src_rq = cpu_rq(cpu);
2204
2205                 /*
2206                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
2207                  * we are fine with this.
2208                  */
2209                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
2210                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
2211                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
2212                         continue;
2213
2214                 /* Might drop this_rq->lock */
2215                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
2216
2217                 /*
2218                  * If there are no more pullable tasks on the
2219                  * rq, we're done with it.
2220                  */
2221                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
2222                         goto skip;
2223
2224                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
2225
2226                 /*
2227                  * We found a task to be pulled if:
2228                  *  - it preempts our current (if there's one),
2229                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
2230                  */
2231                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
2232                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
2233                      dl_time_before(p->dl.deadline,
2234                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
2235                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
2236                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
2237
2238                         /*
2239                          * Then we pull iff p has actually an earlier
2240                          * deadline than the current task of its runqueue.
2241                          */
2242                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
2243                                            src_rq->curr->dl.deadline))
2244                                 goto skip;
2245
2246                         resched = true;
2247
2248                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2249                         set_task_cpu(p, this_cpu);
2250                         activate_task(this_rq, p, 0);
2251                         dmin = p->dl.deadline;
2252
2253                         /* Is there any other task even earlier? */
2254                 }
2255 skip:
2256                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
2257         }
2258
2259         if (resched)
2260                 resched_curr(this_rq);
2261 }
2262
2263 /*
2264  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
2265  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
2266  */
2267 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2268 {
2269         if (!task_running(rq, p) &&
2270             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
2271             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
2272             dl_task(rq->curr) &&
2273             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
2274              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
2275                 push_dl_tasks(rq);
2276         }
2277 }
2278
2279 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
2280                                 const struct cpumask *new_mask)
2281 {
2282         struct root_domain *src_rd;
2283         struct rq *rq;
2284
2285         BUG_ON(!dl_task(p));
2286
2287         rq = task_rq(p);
2288         src_rd = rq->rd;
2289         /*
2290          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
2291          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
2292          * update. We already made space for us in the destination
2293          * domain (see cpuset_can_attach()).
2294          */
2295         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
2296                 struct dl_bw *src_dl_b;
2297
2298                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
2299                 /*
2300                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
2301                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
2302                  * until we complete the update.
2303                  */
2304                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
2305                 __dl_sub(src_dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
2306                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
2307         }
2308
2309         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
2310 }
2311
2312 /* Assumes rq->lock is held */
2313 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
2314 {
2315         if (rq->dl.overloaded)
2316                 dl_set_overload(rq);
2317
2318         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2319         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
2320                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr);
2321 }
2322
2323 /* Assumes rq->lock is held */
2324 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
2325 {
2326         if (rq->dl.overloaded)
2327                 dl_clear_overload(rq);
2328
2329         cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2330         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2331 }
2332
2333 void __init init_sched_dl_class(void)
2334 {
2335         unsigned int i;
2336
2337         for_each_possible_cpu(i)
2338                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
2339                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
2340 }
2341
2342 void dl_add_task_root_domain(struct task_struct *p)
2343 {
2344         struct rq_flags rf;
2345         struct rq *rq;
2346         struct dl_bw *dl_b;
2347
2348         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2349         if (!dl_task(p))
2350                 goto unlock;
2351
2352         dl_b = &rq->rd->dl_bw;
2353         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2354
2355         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(rq->rd->span));
2356
2357         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2358
2359 unlock:
2360         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2361 }
2362
2363 void dl_clear_root_domain(struct root_domain *rd)
2364 {
2365         unsigned long flags;
2366
2367         raw_spin_lock_irqsave(&rd->dl_bw.lock, flags);
2368         rd->dl_bw.total_bw = 0;
2369         raw_spin_unlock_irqrestore(&rd->dl_bw.lock, flags);
2370 }
2371
2372 #endif /* CONFIG_SMP */
2373
2374 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2375 {
2376         /*
2377          * task_non_contending() can start the "inactive timer" (if the 0-lag
2378          * time is in the future). If the task switches back to dl before
2379          * the "inactive timer" fires, it can continue to consume its current
2380          * runtime using its current deadline. If it stays outside of
2381          * SCHED_DEADLINE until the 0-lag time passes, inactive_task_timer()
2382          * will reset the task parameters.
2383          */
2384         if (task_on_rq_queued(p) && p->dl.dl_runtime)
2385                 task_non_contending(p);
2386
2387         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2388                 /*
2389                  * Inactive timer is armed. However, p is leaving DEADLINE and
2390                  * might migrate away from this rq while continuing to run on
2391                  * some other class. We need to remove its contribution from
2392                  * this rq running_bw now, or sub_rq_bw (below) will complain.
2393                  */
2394                 if (p->dl.dl_non_contending)
2395                         sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
2396                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2397         }
2398
2399         /*
2400          * We cannot use inactive_task_timer() to invoke sub_running_bw()
2401          * at the 0-lag time, because the task could have been migrated
2402          * while SCHED_OTHER in the meanwhile.
2403          */
2404         if (p->dl.dl_non_contending)
2405                 p->dl.dl_non_contending = 0;
2406
2407         /*
2408          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
2409          * this is the right place to try to pull some other one
2410          * from an overloaded CPU, if any.
2411          */
2412         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
2413                 return;
2414
2415         deadline_queue_pull_task(rq);
2416 }
2417
2418 /*
2419  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
2420  * we try to push someone off, if possible.
2421  */
2422 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2423 {
2424         if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
2425                 put_task_struct(p);
2426
2427         /* If p is not queued we will update its parameters at next wakeup. */
2428         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2429                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2430
2431                 return;
2432         }
2433
2434         if (rq->curr != p) {
2435 #ifdef CONFIG_SMP
2436                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
2437                         deadline_queue_push_tasks(rq);
2438 #endif
2439                 if (dl_task(rq->curr))
2440                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
2441                 else
2442                         resched_curr(rq);
2443         }
2444 }
2445
2446 /*
2447  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
2448  * a push or pull operation might be needed.
2449  */
2450 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2451                             int oldprio)
2452 {
2453         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
2454 #ifdef CONFIG_SMP
2455                 /*
2456                  * This might be too much, but unfortunately
2457                  * we don't have the old deadline value, and
2458                  * we can't argue if the task is increasing
2459                  * or lowering its prio, so...
2460                  */
2461                 if (!rq->dl.overloaded)
2462                         deadline_queue_pull_task(rq);
2463
2464                 /*
2465                  * If we now have a earlier deadline task than p,
2466                  * then reschedule, provided p is still on this
2467                  * runqueue.
2468                  */
2469                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
2470                         resched_curr(rq);
2471 #else
2472                 /*
2473                  * Again, we don't know if p has a earlier
2474                  * or later deadline, so let's blindly set a
2475                  * (maybe not needed) rescheduling point.
2476                  */
2477                 resched_curr(rq);
2478 #endif /* CONFIG_SMP */
2479         }
2480 }
2481
2482 const struct sched_class dl_sched_class
2483         __attribute__((section("__dl_sched_class"))) = {
2484         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
2485         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
2486         .yield_task             = yield_task_dl,
2487
2488         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
2489
2490         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
2491         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
2492         .set_next_task          = set_next_task_dl,
2493
2494 #ifdef CONFIG_SMP
2495         .balance                = balance_dl,
2496         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
2497         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_dl,
2498         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
2499         .rq_online              = rq_online_dl,
2500         .rq_offline             = rq_offline_dl,
2501         .task_woken             = task_woken_dl,
2502 #endif
2503
2504         .task_tick              = task_tick_dl,
2505         .task_fork              = task_fork_dl,
2506
2507         .prio_changed           = prio_changed_dl,
2508         .switched_from          = switched_from_dl,
2509         .switched_to            = switched_to_dl,
2510
2511         .update_curr            = update_curr_dl,
2512 };
2513
2514 int sched_dl_global_validate(void)
2515 {
2516         u64 runtime = global_rt_runtime();
2517         u64 period = global_rt_period();
2518         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
2519         struct dl_bw *dl_b;
2520         int cpu, ret = 0;
2521         unsigned long flags;
2522
2523         /*
2524          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
2525          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
2526          * any of the root_domains.
2527          *
2528          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
2529          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
2530          * solutions is welcome!
2531          */
2532         for_each_possible_cpu(cpu) {
2533                 rcu_read_lock_sched();
2534                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2535
2536                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2537                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
2538                         ret = -EBUSY;
2539                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2540
2541                 rcu_read_unlock_sched();
2542
2543                 if (ret)
2544                         break;
2545         }
2546
2547         return ret;
2548 }
2549
2550 static void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq)
2551 {
2552         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF) {
2553                 dl_rq->bw_ratio = 1 << RATIO_SHIFT;
2554                 dl_rq->extra_bw = 1 << BW_SHIFT;
2555         } else {
2556                 dl_rq->bw_ratio = to_ratio(global_rt_runtime(),
2557                           global_rt_period()) >> (BW_SHIFT - RATIO_SHIFT);
2558                 dl_rq->extra_bw = to_ratio(global_rt_period(),
2559                                                     global_rt_runtime());
2560         }
2561 }
2562
2563 void sched_dl_do_global(void)
2564 {
2565         u64 new_bw = -1;
2566         struct dl_bw *dl_b;
2567         int cpu;
2568         unsigned long flags;
2569
2570         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
2571         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
2572
2573         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
2574                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
2575
2576         /*
2577          * FIXME: As above...
2578          */
2579         for_each_possible_cpu(cpu) {
2580                 rcu_read_lock_sched();
2581                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2582
2583                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2584                 dl_b->bw = new_bw;
2585                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2586
2587                 rcu_read_unlock_sched();
2588                 init_dl_rq_bw_ratio(&cpu_rq(cpu)->dl);
2589         }
2590 }
2591
2592 /*
2593  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2594  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2595  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2596  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2597  *
2598  * This function is called while holding p's rq->lock.
2599  */
2600 int sched_dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2601                       const struct sched_attr *attr)
2602 {
2603         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2604         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2605         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2606         int cpus, err = -1, cpu = task_cpu(p);
2607         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(cpu);
2608         unsigned long cap;
2609
2610         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2611                 return 0;
2612
2613         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2614         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2615                 return 0;
2616
2617         /*
2618          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2619          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2620          * allocated bandwidth of the container.
2621          */
2622         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2623         cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2624         cap = dl_bw_capacity(cpu);
2625
2626         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2627             !__dl_overflow(dl_b, cap, 0, new_bw)) {
2628                 if (hrtimer_active(&p->dl.inactive_timer))
2629                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2630                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2631                 err = 0;
2632         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2633                    !__dl_overflow(dl_b, cap, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2634                 /*
2635                  * XXX this is slightly incorrect: when the task
2636                  * utilization decreases, we should delay the total
2637                  * utilization change until the task's 0-lag point.
2638                  * But this would require to set the task's "inactive
2639                  * timer" when the task is not inactive.
2640                  */
2641                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2642                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2643                 dl_change_utilization(p, new_bw);
2644                 err = 0;
2645         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2646                 /*
2647                  * Do not decrease the total deadline utilization here,
2648                  * switched_from_dl() will take care to do it at the correct
2649                  * (0-lag) time.
2650                  */
2651                 err = 0;
2652         }
2653         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2654
2655         return err;
2656 }
2657
2658 /*
2659  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
2660  * SCHED_DEADLINE task.
2661  *
2662  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
2663  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
2664  * for the first time with its new policy.
2665  */
2666 void __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2667 {
2668         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2669
2670         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
2671         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
2672         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
2673         dl_se->flags = attr->sched_flags;
2674         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
2675         dl_se->dl_density = to_ratio(dl_se->dl_deadline, dl_se->dl_runtime);
2676 }
2677
2678 void __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
2679 {
2680         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2681
2682         attr->sched_priority = p->rt_priority;
2683         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
2684         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
2685         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
2686         attr->sched_flags = dl_se->flags;
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Default limits for DL period; on the top end we guard against small util
2691  * tasks still getting rediculous long effective runtimes, on the bottom end we
2692  * guard against timer DoS.
2693  */
2694 unsigned int sysctl_sched_dl_period_max = 1 << 22; /* ~4 seconds */
2695 unsigned int sysctl_sched_dl_period_min = 100;     /* 100 us */
2696
2697 /*
2698  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
2699  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
2700  * than the runtime, as well as the period of being zero or
2701  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
2702  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
2703  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
2704  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
2705  * sched_period, as the latter can be zero).
2706  */
2707 bool __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
2708 {
2709         u64 period, max, min;
2710
2711         /* special dl tasks don't actually use any parameter */
2712         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2713                 return true;
2714
2715         /* deadline != 0 */
2716         if (attr->sched_deadline == 0)
2717                 return false;
2718
2719         /*
2720          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
2721          * that big.
2722          */
2723         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
2724                 return false;
2725
2726         /*
2727          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
2728          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
2729          */
2730         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
2731             attr->sched_period & (1ULL << 63))
2732                 return false;
2733
2734         period = attr->sched_period;
2735         if (!period)
2736                 period = attr->sched_deadline;
2737
2738         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
2739         if (period < attr->sched_deadline ||
2740             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
2741                 return false;
2742
2743         max = (u64)READ_ONCE(sysctl_sched_dl_period_max) * NSEC_PER_USEC;
2744         min = (u64)READ_ONCE(sysctl_sched_dl_period_min) * NSEC_PER_USEC;
2745
2746         if (period < min || period > max)
2747                 return false;
2748
2749         return true;
2750 }
2751
2752 /*
2753  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2754  */
2755 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2756 {
2757         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2758
2759         dl_se->dl_runtime               = 0;
2760         dl_se->dl_deadline              = 0;
2761         dl_se->dl_period                = 0;
2762         dl_se->flags                    = 0;
2763         dl_se->dl_bw                    = 0;
2764         dl_se->dl_density               = 0;
2765
2766         dl_se->dl_boosted               = 0;
2767         dl_se->dl_throttled             = 0;
2768         dl_se->dl_yielded               = 0;
2769         dl_se->dl_non_contending        = 0;
2770         dl_se->dl_overrun               = 0;
2771 }
2772
2773 bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2774 {
2775         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2776
2777         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
2778             dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
2779             dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
2780             dl_se->flags != attr->sched_flags)
2781                 return true;
2782
2783         return false;
2784 }
2785
2786 #ifdef CONFIG_SMP
2787 int dl_task_can_attach(struct task_struct *p, const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
2788 {
2789         unsigned long flags, cap;
2790         unsigned int dest_cpu;
2791         struct dl_bw *dl_b;
2792         bool overflow;
2793         int ret;
2794
2795         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs_cpus_allowed);
2796
2797         rcu_read_lock_sched();
2798         dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
2799         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2800         cap = dl_bw_capacity(dest_cpu);
2801         overflow = __dl_overflow(dl_b, cap, 0, p->dl.dl_bw);
2802         if (overflow) {
2803                 ret = -EBUSY;
2804         } else {
2805                 /*
2806                  * We reserve space for this task in the destination
2807                  * root_domain, as we can't fail after this point.
2808                  * We will free resources in the source root_domain
2809                  * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
2810                  */
2811                 int cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
2812
2813                 __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2814                 ret = 0;
2815         }
2816         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2817         rcu_read_unlock_sched();
2818
2819         return ret;
2820 }
2821
2822 int dl_cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
2823                                  const struct cpumask *trial)
2824 {
2825         int ret = 1, trial_cpus;
2826         struct dl_bw *cur_dl_b;
2827         unsigned long flags;
2828
2829         rcu_read_lock_sched();
2830         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
2831         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
2832
2833         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
2834         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
2835             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
2836                 ret = 0;
2837         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
2838         rcu_read_unlock_sched();
2839
2840         return ret;
2841 }
2842
2843 bool dl_cpu_busy(unsigned int cpu)
2844 {
2845         unsigned long flags, cap;
2846         struct dl_bw *dl_b;
2847         bool overflow;
2848
2849         rcu_read_lock_sched();
2850         dl_b = dl_bw_of(cpu);
2851         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2852         cap = dl_bw_capacity(cpu);
2853         overflow = __dl_overflow(dl_b, cap, 0, 0);
2854         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2855         rcu_read_unlock_sched();
2856
2857         return overflow;
2858 }
2859 #endif
2860
2861 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2862 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
2863 {
2864         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
2865 }
2866 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */