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