Merge tag 'gpio-v5.1-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/linusw/linux...
[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 = 0;
58
59         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
60                          "sched RCU must be held");
61         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
62                 cpus++;
63
64         return cpus;
65 }
66 #else
67 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
68 {
69         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
70 }
71
72 static inline int dl_bw_cpus(int i)
73 {
74         return 1;
75 }
76 #endif
77
78 static inline
79 void __add_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
80 {
81         u64 old = dl_rq->running_bw;
82
83         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
84         dl_rq->running_bw += dl_bw;
85         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw < old); /* overflow */
86         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
87         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
88         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
89 }
90
91 static inline
92 void __sub_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
93 {
94         u64 old = dl_rq->running_bw;
95
96         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
97         dl_rq->running_bw -= dl_bw;
98         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > old); /* underflow */
99         if (dl_rq->running_bw > old)
100                 dl_rq->running_bw = 0;
101         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
102         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
103 }
104
105 static inline
106 void __add_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
107 {
108         u64 old = dl_rq->this_bw;
109
110         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
111         dl_rq->this_bw += dl_bw;
112         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw < old); /* overflow */
113 }
114
115 static inline
116 void __sub_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
117 {
118         u64 old = dl_rq->this_bw;
119
120         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
121         dl_rq->this_bw -= dl_bw;
122         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw > old); /* underflow */
123         if (dl_rq->this_bw > old)
124                 dl_rq->this_bw = 0;
125         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
126 }
127
128 static inline
129 void add_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
130 {
131         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
132                 __add_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
133 }
134
135 static inline
136 void sub_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
137 {
138         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
139                 __sub_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
140 }
141
142 static inline
143 void add_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
144 {
145         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
146                 __add_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
147 }
148
149 static inline
150 void sub_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
151 {
152         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
153                 __sub_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
154 }
155
156 void dl_change_utilization(struct task_struct *p, u64 new_bw)
157 {
158         struct rq *rq;
159
160         BUG_ON(p->dl.flags & SCHED_FLAG_SUGOV);
161
162         if (task_on_rq_queued(p))
163                 return;
164
165         rq = task_rq(p);
166         if (p->dl.dl_non_contending) {
167                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
168                 p->dl.dl_non_contending = 0;
169                 /*
170                  * If the timer handler is currently running and the
171                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
172                  * will see that dl_not_contending is not set, and
173                  * will not touch the rq's active utilization,
174                  * so we are still safe.
175                  */
176                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
177                         put_task_struct(p);
178         }
179         __sub_rq_bw(p->dl.dl_bw, &rq->dl);
180         __add_rq_bw(new_bw, &rq->dl);
181 }
182
183 /*
184  * The utilization of a task cannot be immediately removed from
185  * the rq active utilization (running_bw) when the task blocks.
186  * Instead, we have to wait for the so called "0-lag time".
187  *
188  * If a task blocks before the "0-lag time", a timer (the inactive
189  * timer) is armed, and running_bw is decreased when the timer
190  * fires.
191  *
192  * If the task wakes up again before the inactive timer fires,
193  * the timer is cancelled, whereas if the task wakes up after the
194  * inactive timer fired (and running_bw has been decreased) the
195  * task's utilization has to be added to running_bw again.
196  * A flag in the deadline scheduling entity (dl_non_contending)
197  * is used to avoid race conditions between the inactive timer handler
198  * and task wakeups.
199  *
200  * The following diagram shows how running_bw is updated. A task is
201  * "ACTIVE" when its utilization contributes to running_bw; an
202  * "ACTIVE contending" task is in the TASK_RUNNING state, while an
203  * "ACTIVE non contending" task is a blocked task for which the "0-lag time"
204  * has not passed yet. An "INACTIVE" task is a task for which the "0-lag"
205  * time already passed, which does not contribute to running_bw anymore.
206  *                              +------------------+
207  *             wakeup           |    ACTIVE        |
208  *          +------------------>+   contending     |
209  *          | add_running_bw    |                  |
210  *          |                   +----+------+------+
211  *          |                        |      ^
212  *          |                dequeue |      |
213  * +--------+-------+                |      |
214  * |                |   t >= 0-lag   |      | wakeup
215  * |    INACTIVE    |<---------------+      |
216  * |                | sub_running_bw |      |
217  * +--------+-------+                |      |
218  *          ^                        |      |
219  *          |              t < 0-lag |      |
220  *          |                        |      |
221  *          |                        V      |
222  *          |                   +----+------+------+
223  *          | sub_running_bw    |    ACTIVE        |
224  *          +-------------------+                  |
225  *            inactive timer    |  non contending  |
226  *            fired             +------------------+
227  *
228  * The task_non_contending() function is invoked when a task
229  * blocks, and checks if the 0-lag time already passed or
230  * not (in the first case, it directly updates running_bw;
231  * in the second case, it arms the inactive timer).
232  *
233  * The task_contending() function is invoked when a task wakes
234  * up, and checks if the task is still in the "ACTIVE non contending"
235  * state or not (in the second case, it updates running_bw).
236  */
237 static void task_non_contending(struct task_struct *p)
238 {
239         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
240         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
241         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
242         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
243         s64 zerolag_time;
244
245         /*
246          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
247          * do nothing
248          */
249         if (dl_se->dl_runtime == 0)
250                 return;
251
252         if (dl_entity_is_special(dl_se))
253                 return;
254
255         WARN_ON(hrtimer_active(&dl_se->inactive_timer));
256         WARN_ON(dl_se->dl_non_contending);
257
258         zerolag_time = dl_se->deadline -
259                  div64_long((dl_se->runtime * dl_se->dl_period),
260                         dl_se->dl_runtime);
261
262         /*
263          * Using relative times instead of the absolute "0-lag time"
264          * allows to simplify the code
265          */
266         zerolag_time -= rq_clock(rq);
267
268         /*
269          * If the "0-lag time" already passed, decrease the active
270          * utilization now, instead of starting a timer
271          */
272         if (zerolag_time < 0) {
273                 if (dl_task(p))
274                         sub_running_bw(dl_se, dl_rq);
275                 if (!dl_task(p) || p->state == TASK_DEAD) {
276                         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
277
278                         if (p->state == TASK_DEAD)
279                                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
280                         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
281                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
282                         __dl_clear_params(p);
283                         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
284                 }
285
286                 return;
287         }
288
289         dl_se->dl_non_contending = 1;
290         get_task_struct(p);
291         hrtimer_start(timer, ns_to_ktime(zerolag_time), HRTIMER_MODE_REL);
292 }
293
294 static void task_contending(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
295 {
296         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
297
298         /*
299          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
300          * do nothing
301          */
302         if (dl_se->dl_runtime == 0)
303                 return;
304
305         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
306                 add_rq_bw(dl_se, dl_rq);
307
308         if (dl_se->dl_non_contending) {
309                 dl_se->dl_non_contending = 0;
310                 /*
311                  * If the timer handler is currently running and the
312                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
313                  * will see that dl_not_contending is not set, and
314                  * will not touch the rq's active utilization,
315                  * so we are still safe.
316                  */
317                 if (hrtimer_try_to_cancel(&dl_se->inactive_timer) == 1)
318                         put_task_struct(dl_task_of(dl_se));
319         } else {
320                 /*
321                  * Since "dl_non_contending" is not set, the
322                  * task's utilization has already been removed from
323                  * active utilization (either when the task blocked,
324                  * when the "inactive timer" fired).
325                  * So, add it back.
326                  */
327                 add_running_bw(dl_se, dl_rq);
328         }
329 }
330
331 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
332 {
333         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
334
335         return dl_rq->root.rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
336 }
337
338 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
339 {
340         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
341         dl_b->dl_period = period;
342         dl_b->dl_runtime = runtime;
343 }
344
345 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
346 {
347         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
348         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
349         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
350                 dl_b->bw = -1;
351         else
352                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
353         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
354         dl_b->total_bw = 0;
355 }
356
357 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
358 {
359         dl_rq->root = RB_ROOT_CACHED;
360
361 #ifdef CONFIG_SMP
362         /* zero means no -deadline tasks */
363         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
364
365         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
366         dl_rq->overloaded = 0;
367         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT_CACHED;
368 #else
369         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
370 #endif
371
372         dl_rq->running_bw = 0;
373         dl_rq->this_bw = 0;
374         init_dl_rq_bw_ratio(dl_rq);
375 }
376
377 #ifdef CONFIG_SMP
378
379 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
380 {
381         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
382 }
383
384 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
385 {
386         if (!rq->online)
387                 return;
388
389         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
390         /*
391          * Must be visible before the overload count is
392          * set (as in sched_rt.c).
393          *
394          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
395          */
396         smp_wmb();
397         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
398 }
399
400 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
401 {
402         if (!rq->online)
403                 return;
404
405         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
406         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
407 }
408
409 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
410 {
411         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
412                 if (!dl_rq->overloaded) {
413                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
414                         dl_rq->overloaded = 1;
415                 }
416         } else if (dl_rq->overloaded) {
417                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
418                 dl_rq->overloaded = 0;
419         }
420 }
421
422 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
423 {
424         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
425
426         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
427                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
428
429         update_dl_migration(dl_rq);
430 }
431
432 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
433 {
434         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
435
436         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
437                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
438
439         update_dl_migration(dl_rq);
440 }
441
442 /*
443  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
444  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
445  */
446 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
447 {
448         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
449         struct rb_node **link = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_root.rb_node;
450         struct rb_node *parent = NULL;
451         struct task_struct *entry;
452         bool leftmost = true;
453
454         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
455
456         while (*link) {
457                 parent = *link;
458                 entry = rb_entry(parent, struct task_struct,
459                                  pushable_dl_tasks);
460                 if (dl_entity_preempt(&p->dl, &entry->dl))
461                         link = &parent->rb_left;
462                 else {
463                         link = &parent->rb_right;
464                         leftmost = false;
465                 }
466         }
467
468         if (leftmost)
469                 dl_rq->earliest_dl.next = p->dl.deadline;
470
471         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
472         rb_insert_color_cached(&p->pushable_dl_tasks,
473                                &dl_rq->pushable_dl_tasks_root, leftmost);
474 }
475
476 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
477 {
478         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
479
480         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
481                 return;
482
483         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
484                 struct rb_node *next_node;
485
486                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
487                 if (next_node) {
488                         dl_rq->earliest_dl.next = rb_entry(next_node,
489                                 struct task_struct, pushable_dl_tasks)->dl.deadline;
490                 }
491         }
492
493         rb_erase_cached(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
494         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
495 }
496
497 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
498 {
499         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_root);
500 }
501
502 static int push_dl_task(struct rq *rq);
503
504 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
505 {
506         return dl_task(prev);
507 }
508
509 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
510 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
511
512 static void push_dl_tasks(struct rq *);
513 static void pull_dl_task(struct rq *);
514
515 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
516 {
517         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
518                 return;
519
520         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
521 }
522
523 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
524 {
525         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
526 }
527
528 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
529
530 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
531 {
532         struct rq *later_rq = NULL;
533
534         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
535         if (!later_rq) {
536                 int cpu;
537
538                 /*
539                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
540                  * online CPU:
541                  */
542                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, &p->cpus_allowed);
543                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
544                         /*
545                          * Failed to find any suitable CPU.
546                          * The task will never come back!
547                          */
548                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
549
550                         /*
551                          * If admission control is disabled we
552                          * try a little harder to let the task
553                          * run.
554                          */
555                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
556                 }
557                 later_rq = cpu_rq(cpu);
558                 double_lock_balance(rq, later_rq);
559         }
560
561         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
562         double_unlock_balance(later_rq, rq);
563
564         return later_rq;
565 }
566
567 #else
568
569 static inline
570 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
571 {
572 }
573
574 static inline
575 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
576 {
577 }
578
579 static inline
580 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
581 {
582 }
583
584 static inline
585 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
586 {
587 }
588
589 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
590 {
591         return false;
592 }
593
594 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
595 {
596 }
597
598 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
599 {
600 }
601
602 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
603 {
604 }
605 #endif /* CONFIG_SMP */
606
607 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
608 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
609 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
610
611 /*
612  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
613  * and this means that:
614  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
615  *    current time + relative deadline;
616  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
617  *
618  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
619  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
620  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
621  * parameters.
622  */
623 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
624 {
625         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
626         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
627
628         WARN_ON(dl_se->dl_boosted);
629         WARN_ON(dl_time_before(rq_clock(rq), dl_se->deadline));
630
631         /*
632          * We are racing with the deadline timer. So, do nothing because
633          * the deadline timer handler will take care of properly recharging
634          * the runtime and postponing the deadline
635          */
636         if (dl_se->dl_throttled)
637                 return;
638
639         /*
640          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
641          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
642          * spent on hardirq context, etc.).
643          */
644         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + dl_se->dl_deadline;
645         dl_se->runtime = dl_se->dl_runtime;
646 }
647
648 /*
649  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
650  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
651  * exhausting its runtime.
652  *
653  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
654  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
655  * other entities.
656  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
657  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
658  *
659  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
660  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
661  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
662  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
663  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
664  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
665  */
666 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
667                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
668 {
669         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
670         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
671
672         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
673
674         /*
675          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
676          * Just go with full inherited parameters.
677          */
678         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
679                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
680                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
681         }
682
683         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
684                 dl_se->runtime = 0;
685
686         /*
687          * We keep moving the deadline away until we get some
688          * available runtime for the entity. This ensures correct
689          * handling of situations where the runtime overrun is
690          * arbitrary large.
691          */
692         while (dl_se->runtime <= 0) {
693                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
694                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
695         }
696
697         /*
698          * At this point, the deadline really should be "in
699          * the future" with respect to rq->clock. If it's
700          * not, we are, for some reason, lagging too much!
701          * Anyway, after having warn userspace abut that,
702          * we still try to keep the things running by
703          * resetting the deadline and the budget of the
704          * entity.
705          */
706         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
707                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
708                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
709                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
710         }
711
712         if (dl_se->dl_yielded)
713                 dl_se->dl_yielded = 0;
714         if (dl_se->dl_throttled)
715                 dl_se->dl_throttled = 0;
716 }
717
718 /*
719  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
720  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
721  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
722  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
723  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
724  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
725  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
726  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
727  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
728  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
729  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
730  * Documentation/scheduler/sched-deadline.txt for more information).
731  *
732  * This function returns true if:
733  *
734  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline ,
735  *
736  * IOW we can't recycle current parameters.
737  *
738  * Notice that the bandwidth check is done against the deadline. For
739  * task with deadline equal to period this is the same of using
740  * dl_period instead of dl_deadline in the equation above.
741  */
742 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
743                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
744 {
745         u64 left, right;
746
747         /*
748          * left and right are the two sides of the equation above,
749          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
750          * of divisions.
751          *
752          * Note that none of the time values involved in the two
753          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
754          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
755          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
756          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
757          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
758          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
759          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
760          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
761          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
762          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
763          * (but still we want to give the user that illusion >;).
764          */
765         left = (pi_se->dl_deadline >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
766         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
767                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
768
769         return dl_time_before(right, left);
770 }
771
772 /*
773  * Revised wakeup rule [1]: For self-suspending tasks, rather then
774  * re-initializing task's runtime and deadline, the revised wakeup
775  * rule adjusts the task's runtime to avoid the task to overrun its
776  * density.
777  *
778  * Reasoning: a task may overrun the density if:
779  *    runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline
780  *
781  * Therefore, runtime can be adjusted to:
782  *     runtime = (dl_runtime / dl_deadline) * (deadline - t)
783  *
784  * In such way that runtime will be equal to the maximum density
785  * the task can use without breaking any rule.
786  *
787  * [1] Luca Abeni, Giuseppe Lipari, and Juri Lelli. 2015. Constant
788  * bandwidth server revisited. SIGBED Rev. 11, 4 (January 2015), 19-24.
789  */
790 static void
791 update_dl_revised_wakeup(struct sched_dl_entity *dl_se, struct rq *rq)
792 {
793         u64 laxity = dl_se->deadline - rq_clock(rq);
794
795         /*
796          * If the task has deadline < period, and the deadline is in the past,
797          * it should already be throttled before this check.
798          *
799          * See update_dl_entity() comments for further details.
800          */
801         WARN_ON(dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)));
802
803         dl_se->runtime = (dl_se->dl_density * laxity) >> BW_SHIFT;
804 }
805
806 /*
807  * Regarding the deadline, a task with implicit deadline has a relative
808  * deadline == relative period. A task with constrained deadline has a
809  * relative deadline <= relative period.
810  *
811  * We support constrained deadline tasks. However, there are some restrictions
812  * applied only for tasks which do not have an implicit deadline. See
813  * update_dl_entity() to know more about such restrictions.
814  *
815  * The dl_is_implicit() returns true if the task has an implicit deadline.
816  */
817 static inline bool dl_is_implicit(struct sched_dl_entity *dl_se)
818 {
819         return dl_se->dl_deadline == dl_se->dl_period;
820 }
821
822 /*
823  * When a deadline entity is placed in the runqueue, its runtime and deadline
824  * might need to be updated. This is done by a CBS wake up rule. There are two
825  * different rules: 1) the original CBS; and 2) the Revisited CBS.
826  *
827  * When the task is starting a new period, the Original CBS is used. In this
828  * case, the runtime is replenished and a new absolute deadline is set.
829  *
830  * When a task is queued before the begin of the next period, using the
831  * remaining runtime and deadline could make the entity to overflow, see
832  * dl_entity_overflow() to find more about runtime overflow. When such case
833  * is detected, the runtime and deadline need to be updated.
834  *
835  * If the task has an implicit deadline, i.e., deadline == period, the Original
836  * CBS is applied. the runtime is replenished and a new absolute deadline is
837  * set, as in the previous cases.
838  *
839  * However, the Original CBS does not work properly for tasks with
840  * deadline < period, which are said to have a constrained deadline. By
841  * applying the Original CBS, a constrained deadline task would be able to run
842  * runtime/deadline in a period. With deadline < period, the task would
843  * overrun the runtime/period allowed bandwidth, breaking the admission test.
844  *
845  * In order to prevent this misbehave, the Revisited CBS is used for
846  * constrained deadline tasks when a runtime overflow is detected. In the
847  * Revisited CBS, rather than replenishing & setting a new absolute deadline,
848  * the remaining runtime of the task is reduced to avoid runtime overflow.
849  * Please refer to the comments update_dl_revised_wakeup() function to find
850  * more about the Revised CBS rule.
851  */
852 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
853                              struct sched_dl_entity *pi_se)
854 {
855         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
856         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
857
858         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
859             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
860
861                 if (unlikely(!dl_is_implicit(dl_se) &&
862                              !dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
863                              !dl_se->dl_boosted)){
864                         update_dl_revised_wakeup(dl_se, rq);
865                         return;
866                 }
867
868                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
869                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
870         }
871 }
872
873 static inline u64 dl_next_period(struct sched_dl_entity *dl_se)
874 {
875         return dl_se->deadline - dl_se->dl_deadline + dl_se->dl_period;
876 }
877
878 /*
879  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
880  * while waiting for some new execution time to become available, we
881  * set the bandwidth replenishment timer to the replenishment instant
882  * and try to activate it.
883  *
884  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
885  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
886  * the future or in the past).
887  */
888 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
889 {
890         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
891         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
892         struct rq *rq = task_rq(p);
893         ktime_t now, act;
894         s64 delta;
895
896         lockdep_assert_held(&rq->lock);
897
898         /*
899          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
900          * that it is actually coming from rq->clock and not from
901          * hrtimer's time base reading.
902          */
903         act = ns_to_ktime(dl_next_period(dl_se));
904         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
905         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
906         act = ktime_add_ns(act, delta);
907
908         /*
909          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
910          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
911          * start the timer in the past!
912          */
913         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
914                 return 0;
915
916         /*
917          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
918          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
919          *
920          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
921          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
922          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
923          * and observe our state.
924          */
925         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
926                 get_task_struct(p);
927                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS);
928         }
929
930         return 1;
931 }
932
933 /*
934  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
935  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
936  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
937  *
938  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
939  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
940  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
941  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
942  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
943  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
944  * next call to enqueue_task_dl().
945  */
946 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
947 {
948         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
949                                                      struct sched_dl_entity,
950                                                      dl_timer);
951         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
952         struct rq_flags rf;
953         struct rq *rq;
954
955         rq = task_rq_lock(p, &rf);
956
957         /*
958          * The task might have changed its scheduling policy to something
959          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_from_dl()).
960          */
961         if (!dl_task(p))
962                 goto unlock;
963
964         /*
965          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
966          * boosting/deboosting path, its not throttled.
967          */
968         if (dl_se->dl_boosted)
969                 goto unlock;
970
971         /*
972          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
973          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
974          */
975         if (!dl_se->dl_throttled)
976                 goto unlock;
977
978         sched_clock_tick();
979         update_rq_clock(rq);
980
981         /*
982          * If the throttle happened during sched-out; like:
983          *
984          *   schedule()
985          *     deactivate_task()
986          *       dequeue_task_dl()
987          *         update_curr_dl()
988          *           start_dl_timer()
989          *         __dequeue_task_dl()
990          *     prev->on_rq = 0;
991          *
992          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
993          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
994          */
995         if (!task_on_rq_queued(p)) {
996                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
997                 goto unlock;
998         }
999
1000 #ifdef CONFIG_SMP
1001         if (unlikely(!rq->online)) {
1002                 /*
1003                  * If the runqueue is no longer available, migrate the
1004                  * task elsewhere. This necessarily changes rq.
1005                  */
1006                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1007                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
1008                 rf.cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1009                 update_rq_clock(rq);
1010
1011                 /*
1012                  * Now that the task has been migrated to the new RQ and we
1013                  * have that locked, proceed as normal and enqueue the task
1014                  * there.
1015                  */
1016         }
1017 #endif
1018
1019         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
1020         if (dl_task(rq->curr))
1021                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1022         else
1023                 resched_curr(rq);
1024
1025 #ifdef CONFIG_SMP
1026         /*
1027          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
1028          * to kick someone away.
1029          */
1030         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
1031                 /*
1032                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
1033                  * rq->lock.
1034                  */
1035                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1036                 push_dl_task(rq);
1037                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1038         }
1039 #endif
1040
1041 unlock:
1042         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1043
1044         /*
1045          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
1046          * anything related to that after this.
1047          */
1048         put_task_struct(p);
1049
1050         return HRTIMER_NORESTART;
1051 }
1052
1053 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1054 {
1055         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
1056
1057         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1058         timer->function = dl_task_timer;
1059 }
1060
1061 /*
1062  * During the activation, CBS checks if it can reuse the current task's
1063  * runtime and period. If the deadline of the task is in the past, CBS
1064  * cannot use the runtime, and so it replenishes the task. This rule
1065  * works fine for implicit deadline tasks (deadline == period), and the
1066  * CBS was designed for implicit deadline tasks. However, a task with
1067  * constrained deadline (deadine < period) might be awakened after the
1068  * deadline, but before the next period. In this case, replenishing the
1069  * task would allow it to run for runtime / deadline. As in this case
1070  * deadline < period, CBS enables a task to run for more than the
1071  * runtime / period. In a very loaded system, this can cause a domino
1072  * effect, making other tasks miss their deadlines.
1073  *
1074  * To avoid this problem, in the activation of a constrained deadline
1075  * task after the deadline but before the next period, throttle the
1076  * task and set the replenishing timer to the begin of the next period,
1077  * unless it is boosted.
1078  */
1079 static inline void dl_check_constrained_dl(struct sched_dl_entity *dl_se)
1080 {
1081         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1082         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se));
1083
1084         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
1085             dl_time_before(rq_clock(rq), dl_next_period(dl_se))) {
1086                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(p)))
1087                         return;
1088                 dl_se->dl_throttled = 1;
1089                 if (dl_se->runtime > 0)
1090                         dl_se->runtime = 0;
1091         }
1092 }
1093
1094 static
1095 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
1096 {
1097         return (dl_se->runtime <= 0);
1098 }
1099
1100 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
1101
1102 /*
1103  * This function implements the GRUB accounting rule:
1104  * according to the GRUB reclaiming algorithm, the runtime is
1105  * not decreased as "dq = -dt", but as
1106  * "dq = -max{u / Umax, (1 - Uinact - Uextra)} dt",
1107  * where u is the utilization of the task, Umax is the maximum reclaimable
1108  * utilization, Uinact is the (per-runqueue) inactive utilization, computed
1109  * as the difference between the "total runqueue utilization" and the
1110  * runqueue active utilization, and Uextra is the (per runqueue) extra
1111  * reclaimable utilization.
1112  * Since rq->dl.running_bw and rq->dl.this_bw contain utilizations
1113  * multiplied by 2^BW_SHIFT, the result has to be shifted right by
1114  * BW_SHIFT.
1115  * Since rq->dl.bw_ratio contains 1 / Umax multipled by 2^RATIO_SHIFT,
1116  * dl_bw is multiped by rq->dl.bw_ratio and shifted right by RATIO_SHIFT.
1117  * Since delta is a 64 bit variable, to have an overflow its value
1118  * should be larger than 2^(64 - 20 - 8), which is more than 64 seconds.
1119  * So, overflow is not an issue here.
1120  */
1121 static u64 grub_reclaim(u64 delta, struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1122 {
1123         u64 u_inact = rq->dl.this_bw - rq->dl.running_bw; /* Utot - Uact */
1124         u64 u_act;
1125         u64 u_act_min = (dl_se->dl_bw * rq->dl.bw_ratio) >> RATIO_SHIFT;
1126
1127         /*
1128          * Instead of computing max{u * bw_ratio, (1 - u_inact - u_extra)},
1129          * we compare u_inact + rq->dl.extra_bw with
1130          * 1 - (u * rq->dl.bw_ratio >> RATIO_SHIFT), because
1131          * u_inact + rq->dl.extra_bw can be larger than
1132          * 1 * (so, 1 - u_inact - rq->dl.extra_bw would be negative
1133          * leading to wrong results)
1134          */
1135         if (u_inact + rq->dl.extra_bw > BW_UNIT - u_act_min)
1136                 u_act = u_act_min;
1137         else
1138                 u_act = BW_UNIT - u_inact - rq->dl.extra_bw;
1139
1140         return (delta * u_act) >> BW_SHIFT;
1141 }
1142
1143 /*
1144  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
1145  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
1146  */
1147 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
1148 {
1149         struct task_struct *curr = rq->curr;
1150         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
1151         u64 delta_exec, scaled_delta_exec;
1152         int cpu = cpu_of(rq);
1153         u64 now;
1154
1155         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
1156                 return;
1157
1158         /*
1159          * Consumed budget is computed considering the time as
1160          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
1161          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
1162          * computed using hard walltime. This seems to be the more
1163          * natural solution, but the full ramifications of this
1164          * approach need further study.
1165          */
1166         now = rq_clock_task(rq);
1167         delta_exec = now - curr->se.exec_start;
1168         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
1169                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
1170                         goto throttle;
1171                 return;
1172         }
1173
1174         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
1175                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
1176
1177         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
1178         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
1179
1180         curr->se.exec_start = now;
1181         cgroup_account_cputime(curr, delta_exec);
1182
1183         if (dl_entity_is_special(dl_se))
1184                 return;
1185
1186         /*
1187          * For tasks that participate in GRUB, we implement GRUB-PA: the
1188          * spare reclaimed bandwidth is used to clock down frequency.
1189          *
1190          * For the others, we still need to scale reservation parameters
1191          * according to current frequency and CPU maximum capacity.
1192          */
1193         if (unlikely(dl_se->flags & SCHED_FLAG_RECLAIM)) {
1194                 scaled_delta_exec = grub_reclaim(delta_exec,
1195                                                  rq,
1196                                                  &curr->dl);
1197         } else {
1198                 unsigned long scale_freq = arch_scale_freq_capacity(cpu);
1199                 unsigned long scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
1200
1201                 scaled_delta_exec = cap_scale(delta_exec, scale_freq);
1202                 scaled_delta_exec = cap_scale(scaled_delta_exec, scale_cpu);
1203         }
1204
1205         dl_se->runtime -= scaled_delta_exec;
1206
1207 throttle:
1208         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
1209                 dl_se->dl_throttled = 1;
1210
1211                 /* If requested, inform the user about runtime overruns. */
1212                 if (dl_runtime_exceeded(dl_se) &&
1213                     (dl_se->flags & SCHED_FLAG_DL_OVERRUN))
1214                         dl_se->dl_overrun = 1;
1215
1216                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
1217                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(curr)))
1218                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
1219
1220                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
1221                         resched_curr(rq);
1222         }
1223
1224         /*
1225          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
1226          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
1227          * would be able to exceed the shared quota.
1228          *
1229          * Account to the root rt group for now.
1230          *
1231          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
1232          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
1233          * out before that can happen.
1234          */
1235         if (rt_bandwidth_enabled()) {
1236                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
1237
1238                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1239                 /*
1240                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
1241                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
1242                  * bandwidth is relevant.
1243                  */
1244                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
1245                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
1246                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1247         }
1248 }
1249
1250 static enum hrtimer_restart inactive_task_timer(struct hrtimer *timer)
1251 {
1252         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1253                                                      struct sched_dl_entity,
1254                                                      inactive_timer);
1255         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1256         struct rq_flags rf;
1257         struct rq *rq;
1258
1259         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1260
1261         sched_clock_tick();
1262         update_rq_clock(rq);
1263
1264         if (!dl_task(p) || p->state == TASK_DEAD) {
1265                 struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1266
1267                 if (p->state == TASK_DEAD && dl_se->dl_non_contending) {
1268                         sub_running_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1269                         sub_rq_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1270                         dl_se->dl_non_contending = 0;
1271                 }
1272
1273                 raw_spin_lock(&dl_b->lock);
1274                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
1275                 raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
1276                 __dl_clear_params(p);
1277
1278                 goto unlock;
1279         }
1280         if (dl_se->dl_non_contending == 0)
1281                 goto unlock;
1282
1283         sub_running_bw(dl_se, &rq->dl);
1284         dl_se->dl_non_contending = 0;
1285 unlock:
1286         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1287         put_task_struct(p);
1288
1289         return HRTIMER_NORESTART;
1290 }
1291
1292 void init_dl_inactive_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1293 {
1294         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
1295
1296         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1297         timer->function = inactive_task_timer;
1298 }
1299
1300 #ifdef CONFIG_SMP
1301
1302 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1303 {
1304         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1305
1306         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
1307             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
1308                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
1309                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline);
1310         }
1311 }
1312
1313 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1314 {
1315         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1316
1317         /*
1318          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
1319          * task we must recompute them.
1320          */
1321         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
1322                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
1323                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
1324                 cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1325         } else {
1326                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->root.rb_leftmost;
1327                 struct sched_dl_entity *entry;
1328
1329                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
1330                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
1331                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline);
1332         }
1333 }
1334
1335 #else
1336
1337 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1338 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1339
1340 #endif /* CONFIG_SMP */
1341
1342 static inline
1343 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1344 {
1345         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1346         u64 deadline = dl_se->deadline;
1347
1348         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1349         dl_rq->dl_nr_running++;
1350         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1351
1352         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
1353         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1354 }
1355
1356 static inline
1357 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1358 {
1359         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1360
1361         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1362         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
1363         dl_rq->dl_nr_running--;
1364         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1365
1366         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
1367         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1368 }
1369
1370 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1371 {
1372         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1373         struct rb_node **link = &dl_rq->root.rb_root.rb_node;
1374         struct rb_node *parent = NULL;
1375         struct sched_dl_entity *entry;
1376         int leftmost = 1;
1377
1378         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
1379
1380         while (*link) {
1381                 parent = *link;
1382                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
1383                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
1384                         link = &parent->rb_left;
1385                 else {
1386                         link = &parent->rb_right;
1387                         leftmost = 0;
1388                 }
1389         }
1390
1391         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
1392         rb_insert_color_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root, leftmost);
1393
1394         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1395 }
1396
1397 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1398 {
1399         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1400
1401         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
1402                 return;
1403
1404         rb_erase_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root);
1405         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
1406
1407         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1408 }
1409
1410 static void
1411 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
1412                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
1413 {
1414         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
1415
1416         /*
1417          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
1418          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
1419          * we want a replenishment of its runtime.
1420          */
1421         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1422                 task_contending(dl_se, flags);
1423                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
1424         } else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH) {
1425                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
1426         } else if ((flags & ENQUEUE_RESTORE) &&
1427                   dl_time_before(dl_se->deadline,
1428                                  rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se))))) {
1429                 setup_new_dl_entity(dl_se);
1430         }
1431
1432         __enqueue_dl_entity(dl_se);
1433 }
1434
1435 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1436 {
1437         __dequeue_dl_entity(dl_se);
1438 }
1439
1440 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1441 {
1442         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
1443         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
1444
1445         /*
1446          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter task if:
1447          * - we have a top pi-waiter which is a SCHED_DEADLINE task AND
1448          * - our dl_boosted is set (i.e. the pi-waiter's (absolute) deadline is
1449          *   smaller than our deadline OR we are a !SCHED_DEADLINE task getting
1450          *   boosted due to a SCHED_DEADLINE pi-waiter).
1451          * Otherwise we keep our runtime and deadline.
1452          */
1453         if (pi_task && dl_prio(pi_task->normal_prio) && p->dl.dl_boosted) {
1454                 pi_se = &pi_task->dl;
1455         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
1456                 /*
1457                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
1458                  * that is going to be deboosted, but exceeds its
1459                  * runtime while doing so. No point in replenishing
1460                  * it, as it's going to return back to its original
1461                  * scheduling class after this.
1462                  */
1463                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
1464                 return;
1465         }
1466
1467         /*
1468          * Check if a constrained deadline task was activated
1469          * after the deadline but before the next period.
1470          * If that is the case, the task will be throttled and
1471          * the replenishment timer will be set to the next period.
1472          */
1473         if (!p->dl.dl_throttled && !dl_is_implicit(&p->dl))
1474                 dl_check_constrained_dl(&p->dl);
1475
1476         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & ENQUEUE_RESTORE) {
1477                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1478                 add_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1479         }
1480
1481         /*
1482          * If p is throttled, we do not enqueue it. In fact, if it exhausted
1483          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
1484          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
1485          * run yet) will take care of this.
1486          * However, the active utilization does not depend on the fact
1487          * that the task is on the runqueue or not (but depends on the
1488          * task's state - in GRUB parlance, "inactive" vs "active contending").
1489          * In other words, even if a task is throttled its utilization must
1490          * be counted in the active utilization; hence, we need to call
1491          * add_running_bw().
1492          */
1493         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH)) {
1494                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1495                         task_contending(&p->dl, flags);
1496
1497                 return;
1498         }
1499
1500         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
1501
1502         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1503                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1504 }
1505
1506 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1507 {
1508         dequeue_dl_entity(&p->dl);
1509         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1510 }
1511
1512 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1513 {
1514         update_curr_dl(rq);
1515         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
1516
1517         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & DEQUEUE_SAVE) {
1518                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1519                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1520         }
1521
1522         /*
1523          * This check allows to start the inactive timer (or to immediately
1524          * decrease the active utilization, if needed) in two cases:
1525          * when the task blocks and when it is terminating
1526          * (p->state == TASK_DEAD). We can handle the two cases in the same
1527          * way, because from GRUB's point of view the same thing is happening
1528          * (the task moves from "active contending" to "active non contending"
1529          * or "inactive")
1530          */
1531         if (flags & DEQUEUE_SLEEP)
1532                 task_non_contending(p);
1533 }
1534
1535 /*
1536  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
1537  *
1538  *   get off from the CPU until our next instance, with
1539  *   a new runtime. This is of little use now, since we
1540  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
1541  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
1542  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
1543  *   is available for other task instances to use it.
1544  */
1545 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
1546 {
1547         /*
1548          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1549          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1550          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1551          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1552          */
1553         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1554
1555         update_rq_clock(rq);
1556         update_curr_dl(rq);
1557         /*
1558          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1559          * so we don't do microscopic update in schedule()
1560          * and double the fastpath cost.
1561          */
1562         rq_clock_skip_update(rq);
1563 }
1564
1565 #ifdef CONFIG_SMP
1566
1567 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1568
1569 static int
1570 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1571 {
1572         struct task_struct *curr;
1573         struct rq *rq;
1574
1575         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1576                 goto out;
1577
1578         rq = cpu_rq(cpu);
1579
1580         rcu_read_lock();
1581         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1582
1583         /*
1584          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1585          * decide where to wake it up.
1586          * If it has a later deadline and the current task
1587          * on this rq can't move (provided the waking task
1588          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1589          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1590          * try to make it stay here, it might be important.
1591          */
1592         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1593             (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1594              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1595             (p->nr_cpus_allowed > 1)) {
1596                 int target = find_later_rq(p);
1597
1598                 if (target != -1 &&
1599                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1600                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1601                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1602                         cpu = target;
1603         }
1604         rcu_read_unlock();
1605
1606 out:
1607         return cpu;
1608 }
1609
1610 static void migrate_task_rq_dl(struct task_struct *p, int new_cpu __maybe_unused)
1611 {
1612         struct rq *rq;
1613
1614         if (p->state != TASK_WAKING)
1615                 return;
1616
1617         rq = task_rq(p);
1618         /*
1619          * Since p->state == TASK_WAKING, set_task_cpu() has been called
1620          * from try_to_wake_up(). Hence, p->pi_lock is locked, but
1621          * rq->lock is not... So, lock it
1622          */
1623         raw_spin_lock(&rq->lock);
1624         if (p->dl.dl_non_contending) {
1625                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1626                 p->dl.dl_non_contending = 0;
1627                 /*
1628                  * If the timer handler is currently running and the
1629                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
1630                  * will see that dl_not_contending is not set, and
1631                  * will not touch the rq's active utilization,
1632                  * so we are still safe.
1633                  */
1634                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
1635                         put_task_struct(p);
1636         }
1637         sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1638         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1639 }
1640
1641 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1642 {
1643         /*
1644          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1645          * let's hope p can move out.
1646          */
1647         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1648             !cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL))
1649                 return;
1650
1651         /*
1652          * p is migratable, so let's not schedule it and
1653          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1654          */
1655         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1656             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL))
1657                 return;
1658
1659         resched_curr(rq);
1660 }
1661
1662 #endif /* CONFIG_SMP */
1663
1664 /*
1665  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1666  * tasks.
1667  */
1668 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1669                                   int flags)
1670 {
1671         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1672                 resched_curr(rq);
1673                 return;
1674         }
1675
1676 #ifdef CONFIG_SMP
1677         /*
1678          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1679          * let us try to decide what's the best thing to do...
1680          */
1681         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1682             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1683                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1684 #endif /* CONFIG_SMP */
1685 }
1686
1687 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1688 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1689 {
1690         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1691 }
1692 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1693 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1694 {
1695 }
1696 #endif
1697
1698 static inline void set_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1699 {
1700         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1701
1702         /* You can't push away the running task */
1703         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1704 }
1705
1706 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1707                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1708 {
1709         struct rb_node *left = rb_first_cached(&dl_rq->root);
1710
1711         if (!left)
1712                 return NULL;
1713
1714         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1715 }
1716
1717 static struct task_struct *
1718 pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
1719 {
1720         struct sched_dl_entity *dl_se;
1721         struct task_struct *p;
1722         struct dl_rq *dl_rq;
1723
1724         dl_rq = &rq->dl;
1725
1726         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1727                 /*
1728                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1729                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1730                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we're
1731                  * being very careful to re-start the picking loop.
1732                  */
1733                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1734                 pull_dl_task(rq);
1735                 rq_repin_lock(rq, rf);
1736                 /*
1737                  * pull_dl_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1738                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1739                  * re-start task selection.
1740                  */
1741                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1742                         return RETRY_TASK;
1743         }
1744
1745         /*
1746          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1747          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1748          */
1749         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1750                 update_curr_dl(rq);
1751
1752         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1753                 return NULL;
1754
1755         put_prev_task(rq, prev);
1756
1757         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1758         BUG_ON(!dl_se);
1759
1760         p = dl_task_of(dl_se);
1761
1762         set_next_task(rq, p);
1763
1764         if (hrtick_enabled(rq))
1765                 start_hrtick_dl(rq, p);
1766
1767         deadline_queue_push_tasks(rq);
1768
1769         if (rq->curr->sched_class != &dl_sched_class)
1770                 update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 0);
1771
1772         return p;
1773 }
1774
1775 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1776 {
1777         update_curr_dl(rq);
1778
1779         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
1780         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1781                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1782 }
1783
1784 /*
1785  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
1786  *
1787  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
1788  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
1789  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
1790  * parameters.
1791  */
1792 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1793 {
1794         update_curr_dl(rq);
1795
1796         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
1797         /*
1798          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1799          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1800          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1801          */
1802         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1803             is_leftmost(p, &rq->dl))
1804                 start_hrtick_dl(rq, p);
1805 }
1806
1807 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1808 {
1809         /*
1810          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1811          * sched_fork()
1812          */
1813 }
1814
1815 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1816 {
1817         set_next_task(rq, rq->curr);
1818 }
1819
1820 #ifdef CONFIG_SMP
1821
1822 /* Only try algorithms three times */
1823 #define DL_MAX_TRIES 3
1824
1825 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1826 {
1827         if (!task_running(rq, p) &&
1828             cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
1829                 return 1;
1830         return 0;
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1835  * on the CPU, NULL otherwise:
1836  */
1837 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1838 {
1839         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost;
1840         struct task_struct *p = NULL;
1841
1842         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1843                 return NULL;
1844
1845 next_node:
1846         if (next_node) {
1847                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1848
1849                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1850                         return p;
1851
1852                 next_node = rb_next(next_node);
1853                 goto next_node;
1854         }
1855
1856         return NULL;
1857 }
1858
1859 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1860
1861 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1862 {
1863         struct sched_domain *sd;
1864         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1865         int this_cpu = smp_processor_id();
1866         int cpu = task_cpu(task);
1867
1868         /* Make sure the mask is initialized first */
1869         if (unlikely(!later_mask))
1870                 return -1;
1871
1872         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1873                 return -1;
1874
1875         /*
1876          * We have to consider system topology and task affinity
1877          * first, then we can look for a suitable CPU.
1878          */
1879         if (!cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl, task, later_mask))
1880                 return -1;
1881
1882         /*
1883          * If we are here, some targets have been found, including
1884          * the most suitable which is, among the runqueues where the
1885          * current tasks have later deadlines than the task's one, the
1886          * rq with the latest possible one.
1887          *
1888          * Now we check how well this matches with task's
1889          * affinity and system topology.
1890          *
1891          * The last CPU where the task run is our first
1892          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1893          */
1894         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1895                 return cpu;
1896         /*
1897          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1898          * not in the mask) or not.
1899          */
1900         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1901                 this_cpu = -1;
1902
1903         rcu_read_lock();
1904         for_each_domain(cpu, sd) {
1905                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1906                         int best_cpu;
1907
1908                         /*
1909                          * If possible, preempting this_cpu is
1910                          * cheaper than migrating.
1911                          */
1912                         if (this_cpu != -1 &&
1913                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1914                                 rcu_read_unlock();
1915                                 return this_cpu;
1916                         }
1917
1918                         best_cpu = cpumask_first_and(later_mask,
1919                                                         sched_domain_span(sd));
1920                         /*
1921                          * Last chance: if a CPU being in both later_mask
1922                          * and current sd span is valid, that becomes our
1923                          * choice. Of course, the latest possible CPU is
1924                          * already under consideration through later_mask.
1925                          */
1926                         if (best_cpu < nr_cpu_ids) {
1927                                 rcu_read_unlock();
1928                                 return best_cpu;
1929                         }
1930                 }
1931         }
1932         rcu_read_unlock();
1933
1934         /*
1935          * At this point, all our guesses failed, we just return
1936          * 'something', and let the caller sort the things out.
1937          */
1938         if (this_cpu != -1)
1939                 return this_cpu;
1940
1941         cpu = cpumask_any(later_mask);
1942         if (cpu < nr_cpu_ids)
1943                 return cpu;
1944
1945         return -1;
1946 }
1947
1948 /* Locks the rq it finds */
1949 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1950 {
1951         struct rq *later_rq = NULL;
1952         int tries;
1953         int cpu;
1954
1955         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1956                 cpu = find_later_rq(task);
1957
1958                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1959                         break;
1960
1961                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1962
1963                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
1964                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
1965                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
1966                         /*
1967                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
1968                          * retrying does not release any lock and is unlikely
1969                          * to yield a different result.
1970                          */
1971                         later_rq = NULL;
1972                         break;
1973                 }
1974
1975                 /* Retry if something changed. */
1976                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1977                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1978                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu, &task->cpus_allowed) ||
1979                                      task_running(rq, task) ||
1980                                      !dl_task(task) ||
1981                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1982                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1983                                 later_rq = NULL;
1984                                 break;
1985                         }
1986                 }
1987
1988                 /*
1989                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1990                  * its earliest one has a later deadline than our
1991                  * task, the rq is a good one.
1992                  */
1993                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1994                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1995                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1996                         break;
1997
1998                 /* Otherwise we try again. */
1999                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2000                 later_rq = NULL;
2001         }
2002
2003         return later_rq;
2004 }
2005
2006 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
2007 {
2008         struct task_struct *p;
2009
2010         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
2011                 return NULL;
2012
2013         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost,
2014                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
2015
2016         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
2017         BUG_ON(task_current(rq, p));
2018         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
2019
2020         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
2021         BUG_ON(!dl_task(p));
2022
2023         return p;
2024 }
2025
2026 /*
2027  * See if the non running -deadline tasks on this rq
2028  * can be sent to some other CPU where they can preempt
2029  * and start executing.
2030  */
2031 static int push_dl_task(struct rq *rq)
2032 {
2033         struct task_struct *next_task;
2034         struct rq *later_rq;
2035         int ret = 0;
2036
2037         if (!rq->dl.overloaded)
2038                 return 0;
2039
2040         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2041         if (!next_task)
2042                 return 0;
2043
2044 retry:
2045         if (WARN_ON(next_task == rq->curr))
2046                 return 0;
2047
2048         /*
2049          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
2050          * can move away, it makes sense to just reschedule
2051          * without going further in pushing next_task.
2052          */
2053         if (dl_task(rq->curr) &&
2054             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
2055             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
2056                 resched_curr(rq);
2057                 return 0;
2058         }
2059
2060         /* We might release rq lock */
2061         get_task_struct(next_task);
2062
2063         /* Will lock the rq it'll find */
2064         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
2065         if (!later_rq) {
2066                 struct task_struct *task;
2067
2068                 /*
2069                  * We must check all this again, since
2070                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
2071                  * then possible that next_task has migrated.
2072                  */
2073                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2074                 if (task == next_task) {
2075                         /*
2076                          * The task is still there. We don't try
2077                          * again, some other CPU will pull it when ready.
2078                          */
2079                         goto out;
2080                 }
2081
2082                 if (!task)
2083                         /* No more tasks */
2084                         goto out;
2085
2086                 put_task_struct(next_task);
2087                 next_task = task;
2088                 goto retry;
2089         }
2090
2091         deactivate_task(rq, next_task, 0);
2092         sub_running_bw(&next_task->dl, &rq->dl);
2093         sub_rq_bw(&next_task->dl, &rq->dl);
2094         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
2095         add_rq_bw(&next_task->dl, &later_rq->dl);
2096
2097         /*
2098          * Update the later_rq clock here, because the clock is used
2099          * by the cpufreq_update_util() inside __add_running_bw().
2100          */
2101         update_rq_clock(later_rq);
2102         add_running_bw(&next_task->dl, &later_rq->dl);
2103         activate_task(later_rq, next_task, ENQUEUE_NOCLOCK);
2104         ret = 1;
2105
2106         resched_curr(later_rq);
2107
2108         double_unlock_balance(rq, later_rq);
2109
2110 out:
2111         put_task_struct(next_task);
2112
2113         return ret;
2114 }
2115
2116 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
2117 {
2118         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
2119         while (push_dl_task(rq))
2120                 ;
2121 }
2122
2123 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
2124 {
2125         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
2126         struct task_struct *p;
2127         bool resched = false;
2128         struct rq *src_rq;
2129         u64 dmin = LONG_MAX;
2130
2131         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
2132                 return;
2133
2134         /*
2135          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
2136          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
2137          */
2138         smp_rmb();
2139
2140         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
2141                 if (this_cpu == cpu)
2142                         continue;
2143
2144                 src_rq = cpu_rq(cpu);
2145
2146                 /*
2147                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
2148                  * we are fine with this.
2149                  */
2150                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
2151                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
2152                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
2153                         continue;
2154
2155                 /* Might drop this_rq->lock */
2156                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
2157
2158                 /*
2159                  * If there are no more pullable tasks on the
2160                  * rq, we're done with it.
2161                  */
2162                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
2163                         goto skip;
2164
2165                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
2166
2167                 /*
2168                  * We found a task to be pulled if:
2169                  *  - it preempts our current (if there's one),
2170                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
2171                  */
2172                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
2173                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
2174                      dl_time_before(p->dl.deadline,
2175                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
2176                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
2177                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
2178
2179                         /*
2180                          * Then we pull iff p has actually an earlier
2181                          * deadline than the current task of its runqueue.
2182                          */
2183                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
2184                                            src_rq->curr->dl.deadline))
2185                                 goto skip;
2186
2187                         resched = true;
2188
2189                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2190                         sub_running_bw(&p->dl, &src_rq->dl);
2191                         sub_rq_bw(&p->dl, &src_rq->dl);
2192                         set_task_cpu(p, this_cpu);
2193                         add_rq_bw(&p->dl, &this_rq->dl);
2194                         add_running_bw(&p->dl, &this_rq->dl);
2195                         activate_task(this_rq, p, 0);
2196                         dmin = p->dl.deadline;
2197
2198                         /* Is there any other task even earlier? */
2199                 }
2200 skip:
2201                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
2202         }
2203
2204         if (resched)
2205                 resched_curr(this_rq);
2206 }
2207
2208 /*
2209  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
2210  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
2211  */
2212 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2213 {
2214         if (!task_running(rq, p) &&
2215             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
2216             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
2217             dl_task(rq->curr) &&
2218             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
2219              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
2220                 push_dl_tasks(rq);
2221         }
2222 }
2223
2224 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
2225                                 const struct cpumask *new_mask)
2226 {
2227         struct root_domain *src_rd;
2228         struct rq *rq;
2229
2230         BUG_ON(!dl_task(p));
2231
2232         rq = task_rq(p);
2233         src_rd = rq->rd;
2234         /*
2235          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
2236          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
2237          * update. We already made space for us in the destination
2238          * domain (see cpuset_can_attach()).
2239          */
2240         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
2241                 struct dl_bw *src_dl_b;
2242
2243                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
2244                 /*
2245                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
2246                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
2247                  * until we complete the update.
2248                  */
2249                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
2250                 __dl_sub(src_dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
2251                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
2252         }
2253
2254         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
2255 }
2256
2257 /* Assumes rq->lock is held */
2258 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
2259 {
2260         if (rq->dl.overloaded)
2261                 dl_set_overload(rq);
2262
2263         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2264         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
2265                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr);
2266 }
2267
2268 /* Assumes rq->lock is held */
2269 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
2270 {
2271         if (rq->dl.overloaded)
2272                 dl_clear_overload(rq);
2273
2274         cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2275         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2276 }
2277
2278 void __init init_sched_dl_class(void)
2279 {
2280         unsigned int i;
2281
2282         for_each_possible_cpu(i)
2283                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
2284                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
2285 }
2286
2287 #endif /* CONFIG_SMP */
2288
2289 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2290 {
2291         /*
2292          * task_non_contending() can start the "inactive timer" (if the 0-lag
2293          * time is in the future). If the task switches back to dl before
2294          * the "inactive timer" fires, it can continue to consume its current
2295          * runtime using its current deadline. If it stays outside of
2296          * SCHED_DEADLINE until the 0-lag time passes, inactive_task_timer()
2297          * will reset the task parameters.
2298          */
2299         if (task_on_rq_queued(p) && p->dl.dl_runtime)
2300                 task_non_contending(p);
2301
2302         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2303                 /*
2304                  * Inactive timer is armed. However, p is leaving DEADLINE and
2305                  * might migrate away from this rq while continuing to run on
2306                  * some other class. We need to remove its contribution from
2307                  * this rq running_bw now, or sub_rq_bw (below) will complain.
2308                  */
2309                 if (p->dl.dl_non_contending)
2310                         sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
2311                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2312         }
2313
2314         /*
2315          * We cannot use inactive_task_timer() to invoke sub_running_bw()
2316          * at the 0-lag time, because the task could have been migrated
2317          * while SCHED_OTHER in the meanwhile.
2318          */
2319         if (p->dl.dl_non_contending)
2320                 p->dl.dl_non_contending = 0;
2321
2322         /*
2323          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
2324          * this is the right place to try to pull some other one
2325          * from an overloaded CPU, if any.
2326          */
2327         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
2328                 return;
2329
2330         deadline_queue_pull_task(rq);
2331 }
2332
2333 /*
2334  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
2335  * we try to push someone off, if possible.
2336  */
2337 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2338 {
2339         if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
2340                 put_task_struct(p);
2341
2342         /* If p is not queued we will update its parameters at next wakeup. */
2343         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2344                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2345
2346                 return;
2347         }
2348
2349         if (rq->curr != p) {
2350 #ifdef CONFIG_SMP
2351                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
2352                         deadline_queue_push_tasks(rq);
2353 #endif
2354                 if (dl_task(rq->curr))
2355                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
2356                 else
2357                         resched_curr(rq);
2358         }
2359 }
2360
2361 /*
2362  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
2363  * a push or pull operation might be needed.
2364  */
2365 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2366                             int oldprio)
2367 {
2368         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
2369 #ifdef CONFIG_SMP
2370                 /*
2371                  * This might be too much, but unfortunately
2372                  * we don't have the old deadline value, and
2373                  * we can't argue if the task is increasing
2374                  * or lowering its prio, so...
2375                  */
2376                 if (!rq->dl.overloaded)
2377                         deadline_queue_pull_task(rq);
2378
2379                 /*
2380                  * If we now have a earlier deadline task than p,
2381                  * then reschedule, provided p is still on this
2382                  * runqueue.
2383                  */
2384                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
2385                         resched_curr(rq);
2386 #else
2387                 /*
2388                  * Again, we don't know if p has a earlier
2389                  * or later deadline, so let's blindly set a
2390                  * (maybe not needed) rescheduling point.
2391                  */
2392                 resched_curr(rq);
2393 #endif /* CONFIG_SMP */
2394         }
2395 }
2396
2397 const struct sched_class dl_sched_class = {
2398         .next                   = &rt_sched_class,
2399         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
2400         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
2401         .yield_task             = yield_task_dl,
2402
2403         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
2404
2405         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
2406         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
2407
2408 #ifdef CONFIG_SMP
2409         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
2410         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_dl,
2411         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
2412         .rq_online              = rq_online_dl,
2413         .rq_offline             = rq_offline_dl,
2414         .task_woken             = task_woken_dl,
2415 #endif
2416
2417         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
2418         .task_tick              = task_tick_dl,
2419         .task_fork              = task_fork_dl,
2420
2421         .prio_changed           = prio_changed_dl,
2422         .switched_from          = switched_from_dl,
2423         .switched_to            = switched_to_dl,
2424
2425         .update_curr            = update_curr_dl,
2426 };
2427
2428 int sched_dl_global_validate(void)
2429 {
2430         u64 runtime = global_rt_runtime();
2431         u64 period = global_rt_period();
2432         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
2433         struct dl_bw *dl_b;
2434         int cpu, ret = 0;
2435         unsigned long flags;
2436
2437         /*
2438          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
2439          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
2440          * any of the root_domains.
2441          *
2442          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
2443          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
2444          * solutions is welcome!
2445          */
2446         for_each_possible_cpu(cpu) {
2447                 rcu_read_lock_sched();
2448                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2449
2450                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2451                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
2452                         ret = -EBUSY;
2453                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2454
2455                 rcu_read_unlock_sched();
2456
2457                 if (ret)
2458                         break;
2459         }
2460
2461         return ret;
2462 }
2463
2464 void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq)
2465 {
2466         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF) {
2467                 dl_rq->bw_ratio = 1 << RATIO_SHIFT;
2468                 dl_rq->extra_bw = 1 << BW_SHIFT;
2469         } else {
2470                 dl_rq->bw_ratio = to_ratio(global_rt_runtime(),
2471                           global_rt_period()) >> (BW_SHIFT - RATIO_SHIFT);
2472                 dl_rq->extra_bw = to_ratio(global_rt_period(),
2473                                                     global_rt_runtime());
2474         }
2475 }
2476
2477 void sched_dl_do_global(void)
2478 {
2479         u64 new_bw = -1;
2480         struct dl_bw *dl_b;
2481         int cpu;
2482         unsigned long flags;
2483
2484         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
2485         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
2486
2487         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
2488                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
2489
2490         /*
2491          * FIXME: As above...
2492          */
2493         for_each_possible_cpu(cpu) {
2494                 rcu_read_lock_sched();
2495                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2496
2497                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2498                 dl_b->bw = new_bw;
2499                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2500
2501                 rcu_read_unlock_sched();
2502                 init_dl_rq_bw_ratio(&cpu_rq(cpu)->dl);
2503         }
2504 }
2505
2506 /*
2507  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2508  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2509  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2510  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2511  *
2512  * This function is called while holding p's rq->lock.
2513  */
2514 int sched_dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2515                       const struct sched_attr *attr)
2516 {
2517         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2518         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2519         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2520         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2521         int cpus, err = -1;
2522
2523         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2524                 return 0;
2525
2526         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2527         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2528                 return 0;
2529
2530         /*
2531          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2532          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2533          * allocated bandwidth of the container.
2534          */
2535         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2536         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2537         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2538             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2539                 if (hrtimer_active(&p->dl.inactive_timer))
2540                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2541                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2542                 err = 0;
2543         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2544                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2545                 /*
2546                  * XXX this is slightly incorrect: when the task
2547                  * utilization decreases, we should delay the total
2548                  * utilization change until the task's 0-lag point.
2549                  * But this would require to set the task's "inactive
2550                  * timer" when the task is not inactive.
2551                  */
2552                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2553                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2554                 dl_change_utilization(p, new_bw);
2555                 err = 0;
2556         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2557                 /*
2558                  * Do not decrease the total deadline utilization here,
2559                  * switched_from_dl() will take care to do it at the correct
2560                  * (0-lag) time.
2561                  */
2562                 err = 0;
2563         }
2564         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2565
2566         return err;
2567 }
2568
2569 /*
2570  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
2571  * SCHED_DEADLINE task.
2572  *
2573  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
2574  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
2575  * for the first time with its new policy.
2576  */
2577 void __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2578 {
2579         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2580
2581         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
2582         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
2583         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
2584         dl_se->flags = attr->sched_flags;
2585         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
2586         dl_se->dl_density = to_ratio(dl_se->dl_deadline, dl_se->dl_runtime);
2587 }
2588
2589 void __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
2590 {
2591         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2592
2593         attr->sched_priority = p->rt_priority;
2594         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
2595         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
2596         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
2597         attr->sched_flags = dl_se->flags;
2598 }
2599
2600 /*
2601  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
2602  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
2603  * than the runtime, as well as the period of being zero or
2604  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
2605  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
2606  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
2607  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
2608  * sched_period, as the latter can be zero).
2609  */
2610 bool __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
2611 {
2612         /* special dl tasks don't actually use any parameter */
2613         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2614                 return true;
2615
2616         /* deadline != 0 */
2617         if (attr->sched_deadline == 0)
2618                 return false;
2619
2620         /*
2621          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
2622          * that big.
2623          */
2624         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
2625                 return false;
2626
2627         /*
2628          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
2629          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
2630          */
2631         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
2632             attr->sched_period & (1ULL << 63))
2633                 return false;
2634
2635         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
2636         if ((attr->sched_period != 0 &&
2637              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
2638             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
2639                 return false;
2640
2641         return true;
2642 }
2643
2644 /*
2645  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2646  */
2647 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2648 {
2649         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2650
2651         dl_se->dl_runtime               = 0;
2652         dl_se->dl_deadline              = 0;
2653         dl_se->dl_period                = 0;
2654         dl_se->flags                    = 0;
2655         dl_se->dl_bw                    = 0;
2656         dl_se->dl_density               = 0;
2657
2658         dl_se->dl_throttled             = 0;
2659         dl_se->dl_yielded               = 0;
2660         dl_se->dl_non_contending        = 0;
2661         dl_se->dl_overrun               = 0;
2662 }
2663
2664 bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2665 {
2666         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2667
2668         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
2669             dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
2670             dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
2671             dl_se->flags != attr->sched_flags)
2672                 return true;
2673
2674         return false;
2675 }
2676
2677 #ifdef CONFIG_SMP
2678 int dl_task_can_attach(struct task_struct *p, const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
2679 {
2680         unsigned int dest_cpu;
2681         struct dl_bw *dl_b;
2682         bool overflow;
2683         int cpus, ret;
2684         unsigned long flags;
2685
2686         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs_cpus_allowed);
2687
2688         rcu_read_lock_sched();
2689         dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
2690         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2691         cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
2692         overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
2693         if (overflow) {
2694                 ret = -EBUSY;
2695         } else {
2696                 /*
2697                  * We reserve space for this task in the destination
2698                  * root_domain, as we can't fail after this point.
2699                  * We will free resources in the source root_domain
2700                  * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
2701                  */
2702                 __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2703                 ret = 0;
2704         }
2705         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2706         rcu_read_unlock_sched();
2707
2708         return ret;
2709 }
2710
2711 int dl_cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
2712                                  const struct cpumask *trial)
2713 {
2714         int ret = 1, trial_cpus;
2715         struct dl_bw *cur_dl_b;
2716         unsigned long flags;
2717
2718         rcu_read_lock_sched();
2719         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
2720         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
2721
2722         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
2723         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
2724             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
2725                 ret = 0;
2726         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
2727         rcu_read_unlock_sched();
2728
2729         return ret;
2730 }
2731
2732 bool dl_cpu_busy(unsigned int cpu)
2733 {
2734         unsigned long flags;
2735         struct dl_bw *dl_b;
2736         bool overflow;
2737         int cpus;
2738
2739         rcu_read_lock_sched();
2740         dl_b = dl_bw_of(cpu);
2741         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2742         cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2743         overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
2744         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2745         rcu_read_unlock_sched();
2746
2747         return overflow;
2748 }
2749 #endif
2750
2751 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2752 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
2753 {
2754         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
2755 }
2756 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */