Merge tag 'soc-fixes-5.18-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/soc/soc
[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
19 static inline struct task_struct *dl_task_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
20 {
21         return container_of(dl_se, struct task_struct, dl);
22 }
23
24 static inline struct rq *rq_of_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
25 {
26         return container_of(dl_rq, struct rq, dl);
27 }
28
29 static inline struct dl_rq *dl_rq_of_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
30 {
31         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
32         struct rq *rq = task_rq(p);
33
34         return &rq->dl;
35 }
36
37 static inline int on_dl_rq(struct sched_dl_entity *dl_se)
38 {
39         return !RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node);
40 }
41
42 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
43 static inline struct sched_dl_entity *pi_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
44 {
45         return dl_se->pi_se;
46 }
47
48 static inline bool is_dl_boosted(struct sched_dl_entity *dl_se)
49 {
50         return pi_of(dl_se) != dl_se;
51 }
52 #else
53 static inline struct sched_dl_entity *pi_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
54 {
55         return dl_se;
56 }
57
58 static inline bool is_dl_boosted(struct sched_dl_entity *dl_se)
59 {
60         return false;
61 }
62 #endif
63
64 #ifdef CONFIG_SMP
65 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
66 {
67         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
68                          "sched RCU must be held");
69         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
70 }
71
72 static inline int dl_bw_cpus(int i)
73 {
74         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
75         int cpus;
76
77         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
78                          "sched RCU must be held");
79
80         if (cpumask_subset(rd->span, cpu_active_mask))
81                 return cpumask_weight(rd->span);
82
83         cpus = 0;
84
85         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
86                 cpus++;
87
88         return cpus;
89 }
90
91 static inline unsigned long __dl_bw_capacity(int i)
92 {
93         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
94         unsigned long cap = 0;
95
96         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
97                          "sched RCU must be held");
98
99         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
100                 cap += capacity_orig_of(i);
101
102         return cap;
103 }
104
105 /*
106  * XXX Fix: If 'rq->rd == def_root_domain' perform AC against capacity
107  * of the CPU the task is running on rather rd's \Sum CPU capacity.
108  */
109 static inline unsigned long dl_bw_capacity(int i)
110 {
111         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity) &&
112             capacity_orig_of(i) == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
113                 return dl_bw_cpus(i) << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
114         } else {
115                 return __dl_bw_capacity(i);
116         }
117 }
118
119 static inline bool dl_bw_visited(int cpu, u64 gen)
120 {
121         struct root_domain *rd = cpu_rq(cpu)->rd;
122
123         if (rd->visit_gen == gen)
124                 return true;
125
126         rd->visit_gen = gen;
127         return false;
128 }
129
130 static inline
131 void __dl_update(struct dl_bw *dl_b, s64 bw)
132 {
133         struct root_domain *rd = container_of(dl_b, struct root_domain, dl_bw);
134         int i;
135
136         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
137                          "sched RCU must be held");
138         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask) {
139                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
140
141                 rq->dl.extra_bw += bw;
142         }
143 }
144 #else
145 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
146 {
147         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
148 }
149
150 static inline int dl_bw_cpus(int i)
151 {
152         return 1;
153 }
154
155 static inline unsigned long dl_bw_capacity(int i)
156 {
157         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
158 }
159
160 static inline bool dl_bw_visited(int cpu, u64 gen)
161 {
162         return false;
163 }
164
165 static inline
166 void __dl_update(struct dl_bw *dl_b, s64 bw)
167 {
168         struct dl_rq *dl = container_of(dl_b, struct dl_rq, dl_bw);
169
170         dl->extra_bw += bw;
171 }
172 #endif
173
174 static inline
175 void __dl_sub(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw, int cpus)
176 {
177         dl_b->total_bw -= tsk_bw;
178         __dl_update(dl_b, (s32)tsk_bw / cpus);
179 }
180
181 static inline
182 void __dl_add(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw, int cpus)
183 {
184         dl_b->total_bw += tsk_bw;
185         __dl_update(dl_b, -((s32)tsk_bw / cpus));
186 }
187
188 static inline bool
189 __dl_overflow(struct dl_bw *dl_b, unsigned long cap, u64 old_bw, u64 new_bw)
190 {
191         return dl_b->bw != -1 &&
192                cap_scale(dl_b->bw, cap) < dl_b->total_bw - old_bw + new_bw;
193 }
194
195 static inline
196 void __add_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
197 {
198         u64 old = dl_rq->running_bw;
199
200         lockdep_assert_rq_held(rq_of_dl_rq(dl_rq));
201         dl_rq->running_bw += dl_bw;
202         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw < old); /* overflow */
203         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
204         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
205         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
206 }
207
208 static inline
209 void __sub_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
210 {
211         u64 old = dl_rq->running_bw;
212
213         lockdep_assert_rq_held(rq_of_dl_rq(dl_rq));
214         dl_rq->running_bw -= dl_bw;
215         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > old); /* underflow */
216         if (dl_rq->running_bw > old)
217                 dl_rq->running_bw = 0;
218         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
219         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
220 }
221
222 static inline
223 void __add_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
224 {
225         u64 old = dl_rq->this_bw;
226
227         lockdep_assert_rq_held(rq_of_dl_rq(dl_rq));
228         dl_rq->this_bw += dl_bw;
229         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw < old); /* overflow */
230 }
231
232 static inline
233 void __sub_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
234 {
235         u64 old = dl_rq->this_bw;
236
237         lockdep_assert_rq_held(rq_of_dl_rq(dl_rq));
238         dl_rq->this_bw -= dl_bw;
239         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw > old); /* underflow */
240         if (dl_rq->this_bw > old)
241                 dl_rq->this_bw = 0;
242         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
243 }
244
245 static inline
246 void add_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
247 {
248         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
249                 __add_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
250 }
251
252 static inline
253 void sub_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
254 {
255         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
256                 __sub_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
257 }
258
259 static inline
260 void add_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
261 {
262         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
263                 __add_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
264 }
265
266 static inline
267 void sub_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
268 {
269         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
270                 __sub_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
271 }
272
273 static void dl_change_utilization(struct task_struct *p, u64 new_bw)
274 {
275         struct rq *rq;
276
277         BUG_ON(p->dl.flags & SCHED_FLAG_SUGOV);
278
279         if (task_on_rq_queued(p))
280                 return;
281
282         rq = task_rq(p);
283         if (p->dl.dl_non_contending) {
284                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
285                 p->dl.dl_non_contending = 0;
286                 /*
287                  * If the timer handler is currently running and the
288                  * timer cannot be canceled, inactive_task_timer()
289                  * will see that dl_not_contending is not set, and
290                  * will not touch the rq's active utilization,
291                  * so we are still safe.
292                  */
293                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
294                         put_task_struct(p);
295         }
296         __sub_rq_bw(p->dl.dl_bw, &rq->dl);
297         __add_rq_bw(new_bw, &rq->dl);
298 }
299
300 /*
301  * The utilization of a task cannot be immediately removed from
302  * the rq active utilization (running_bw) when the task blocks.
303  * Instead, we have to wait for the so called "0-lag time".
304  *
305  * If a task blocks before the "0-lag time", a timer (the inactive
306  * timer) is armed, and running_bw is decreased when the timer
307  * fires.
308  *
309  * If the task wakes up again before the inactive timer fires,
310  * the timer is canceled, whereas if the task wakes up after the
311  * inactive timer fired (and running_bw has been decreased) the
312  * task's utilization has to be added to running_bw again.
313  * A flag in the deadline scheduling entity (dl_non_contending)
314  * is used to avoid race conditions between the inactive timer handler
315  * and task wakeups.
316  *
317  * The following diagram shows how running_bw is updated. A task is
318  * "ACTIVE" when its utilization contributes to running_bw; an
319  * "ACTIVE contending" task is in the TASK_RUNNING state, while an
320  * "ACTIVE non contending" task is a blocked task for which the "0-lag time"
321  * has not passed yet. An "INACTIVE" task is a task for which the "0-lag"
322  * time already passed, which does not contribute to running_bw anymore.
323  *                              +------------------+
324  *             wakeup           |    ACTIVE        |
325  *          +------------------>+   contending     |
326  *          | add_running_bw    |                  |
327  *          |                   +----+------+------+
328  *          |                        |      ^
329  *          |                dequeue |      |
330  * +--------+-------+                |      |
331  * |                |   t >= 0-lag   |      | wakeup
332  * |    INACTIVE    |<---------------+      |
333  * |                | sub_running_bw |      |
334  * +--------+-------+                |      |
335  *          ^                        |      |
336  *          |              t < 0-lag |      |
337  *          |                        |      |
338  *          |                        V      |
339  *          |                   +----+------+------+
340  *          | sub_running_bw    |    ACTIVE        |
341  *          +-------------------+                  |
342  *            inactive timer    |  non contending  |
343  *            fired             +------------------+
344  *
345  * The task_non_contending() function is invoked when a task
346  * blocks, and checks if the 0-lag time already passed or
347  * not (in the first case, it directly updates running_bw;
348  * in the second case, it arms the inactive timer).
349  *
350  * The task_contending() function is invoked when a task wakes
351  * up, and checks if the task is still in the "ACTIVE non contending"
352  * state or not (in the second case, it updates running_bw).
353  */
354 static void task_non_contending(struct task_struct *p)
355 {
356         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
357         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
358         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
359         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
360         s64 zerolag_time;
361
362         /*
363          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
364          * do nothing
365          */
366         if (dl_se->dl_runtime == 0)
367                 return;
368
369         if (dl_entity_is_special(dl_se))
370                 return;
371
372         WARN_ON(dl_se->dl_non_contending);
373
374         zerolag_time = dl_se->deadline -
375                  div64_long((dl_se->runtime * dl_se->dl_period),
376                         dl_se->dl_runtime);
377
378         /*
379          * Using relative times instead of the absolute "0-lag time"
380          * allows to simplify the code
381          */
382         zerolag_time -= rq_clock(rq);
383
384         /*
385          * If the "0-lag time" already passed, decrease the active
386          * utilization now, instead of starting a timer
387          */
388         if ((zerolag_time < 0) || hrtimer_active(&dl_se->inactive_timer)) {
389                 if (dl_task(p))
390                         sub_running_bw(dl_se, dl_rq);
391                 if (!dl_task(p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_DEAD) {
392                         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
393
394                         if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_DEAD)
395                                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
396                         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
397                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
398                         __dl_clear_params(p);
399                         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
400                 }
401
402                 return;
403         }
404
405         dl_se->dl_non_contending = 1;
406         get_task_struct(p);
407         hrtimer_start(timer, ns_to_ktime(zerolag_time), HRTIMER_MODE_REL_HARD);
408 }
409
410 static void task_contending(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
411 {
412         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
413
414         /*
415          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
416          * do nothing
417          */
418         if (dl_se->dl_runtime == 0)
419                 return;
420
421         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
422                 add_rq_bw(dl_se, dl_rq);
423
424         if (dl_se->dl_non_contending) {
425                 dl_se->dl_non_contending = 0;
426                 /*
427                  * If the timer handler is currently running and the
428                  * timer cannot be canceled, inactive_task_timer()
429                  * will see that dl_not_contending is not set, and
430                  * will not touch the rq's active utilization,
431                  * so we are still safe.
432                  */
433                 if (hrtimer_try_to_cancel(&dl_se->inactive_timer) == 1)
434                         put_task_struct(dl_task_of(dl_se));
435         } else {
436                 /*
437                  * Since "dl_non_contending" is not set, the
438                  * task's utilization has already been removed from
439                  * active utilization (either when the task blocked,
440                  * when the "inactive timer" fired).
441                  * So, add it back.
442                  */
443                 add_running_bw(dl_se, dl_rq);
444         }
445 }
446
447 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
448 {
449         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
450
451         return rb_first_cached(&dl_rq->root) == &dl_se->rb_node;
452 }
453
454 static void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq);
455
456 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
457 {
458         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
459         dl_b->dl_period = period;
460         dl_b->dl_runtime = runtime;
461 }
462
463 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
464 {
465         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
466         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
467                 dl_b->bw = -1;
468         else
469                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
470         dl_b->total_bw = 0;
471 }
472
473 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
474 {
475         dl_rq->root = RB_ROOT_CACHED;
476
477 #ifdef CONFIG_SMP
478         /* zero means no -deadline tasks */
479         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
480
481         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
482         dl_rq->overloaded = 0;
483         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT_CACHED;
484 #else
485         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
486 #endif
487
488         dl_rq->running_bw = 0;
489         dl_rq->this_bw = 0;
490         init_dl_rq_bw_ratio(dl_rq);
491 }
492
493 #ifdef CONFIG_SMP
494
495 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
496 {
497         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
498 }
499
500 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
501 {
502         if (!rq->online)
503                 return;
504
505         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
506         /*
507          * Must be visible before the overload count is
508          * set (as in sched_rt.c).
509          *
510          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
511          */
512         smp_wmb();
513         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
514 }
515
516 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
517 {
518         if (!rq->online)
519                 return;
520
521         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
522         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
523 }
524
525 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
526 {
527         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
528                 if (!dl_rq->overloaded) {
529                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
530                         dl_rq->overloaded = 1;
531                 }
532         } else if (dl_rq->overloaded) {
533                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
534                 dl_rq->overloaded = 0;
535         }
536 }
537
538 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
539 {
540         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
541
542         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
543                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
544
545         update_dl_migration(dl_rq);
546 }
547
548 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
549 {
550         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
551
552         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
553                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
554
555         update_dl_migration(dl_rq);
556 }
557
558 #define __node_2_pdl(node) \
559         rb_entry((node), struct task_struct, pushable_dl_tasks)
560
561 static inline bool __pushable_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
562 {
563         return dl_entity_preempt(&__node_2_pdl(a)->dl, &__node_2_pdl(b)->dl);
564 }
565
566 /*
567  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
568  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
569  */
570 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
571 {
572         struct rb_node *leftmost;
573
574         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
575
576         leftmost = rb_add_cached(&p->pushable_dl_tasks,
577                                  &rq->dl.pushable_dl_tasks_root,
578                                  __pushable_less);
579         if (leftmost)
580                 rq->dl.earliest_dl.next = p->dl.deadline;
581 }
582
583 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
584 {
585         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
586         struct rb_root_cached *root = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root;
587         struct rb_node *leftmost;
588
589         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
590                 return;
591
592         leftmost = rb_erase_cached(&p->pushable_dl_tasks, root);
593         if (leftmost)
594                 dl_rq->earliest_dl.next = __node_2_pdl(leftmost)->dl.deadline;
595
596         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
597 }
598
599 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
600 {
601         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_root);
602 }
603
604 static int push_dl_task(struct rq *rq);
605
606 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
607 {
608         return rq->online && dl_task(prev);
609 }
610
611 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
612 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
613
614 static void push_dl_tasks(struct rq *);
615 static void pull_dl_task(struct rq *);
616
617 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
618 {
619         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
620                 return;
621
622         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
623 }
624
625 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
626 {
627         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
628 }
629
630 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
631
632 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
633 {
634         struct rq *later_rq = NULL;
635         struct dl_bw *dl_b;
636
637         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
638         if (!later_rq) {
639                 int cpu;
640
641                 /*
642                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
643                  * online CPU:
644                  */
645                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, p->cpus_ptr);
646                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
647                         /*
648                          * Failed to find any suitable CPU.
649                          * The task will never come back!
650                          */
651                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
652
653                         /*
654                          * If admission control is disabled we
655                          * try a little harder to let the task
656                          * run.
657                          */
658                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
659                 }
660                 later_rq = cpu_rq(cpu);
661                 double_lock_balance(rq, later_rq);
662         }
663
664         if (p->dl.dl_non_contending || p->dl.dl_throttled) {
665                 /*
666                  * Inactive timer is armed (or callback is running, but
667                  * waiting for us to release rq locks). In any case, when it
668                  * will fire (or continue), it will see running_bw of this
669                  * task migrated to later_rq (and correctly handle it).
670                  */
671                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
672                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
673
674                 add_rq_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
675                 add_running_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
676         } else {
677                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
678                 add_rq_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
679         }
680
681         /*
682          * And we finally need to fixup root_domain(s) bandwidth accounting,
683          * since p is still hanging out in the old (now moved to default) root
684          * domain.
685          */
686         dl_b = &rq->rd->dl_bw;
687         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
688         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(rq->rd->span));
689         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
690
691         dl_b = &later_rq->rd->dl_bw;
692         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
693         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(later_rq->rd->span));
694         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
695
696         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
697         double_unlock_balance(later_rq, rq);
698
699         return later_rq;
700 }
701
702 #else
703
704 static inline
705 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
706 {
707 }
708
709 static inline
710 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
711 {
712 }
713
714 static inline
715 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
716 {
717 }
718
719 static inline
720 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
721 {
722 }
723
724 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
725 {
726 }
727
728 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
729 {
730 }
731 #endif /* CONFIG_SMP */
732
733 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
734 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
735 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
736
737 /*
738  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
739  * and this means that:
740  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
741  *    current time + relative deadline;
742  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
743  *
744  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
745  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
746  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
747  * parameters.
748  */
749 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
750 {
751         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
752         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
753
754         WARN_ON(is_dl_boosted(dl_se));
755         WARN_ON(dl_time_before(rq_clock(rq), dl_se->deadline));
756
757         /*
758          * We are racing with the deadline timer. So, do nothing because
759          * the deadline timer handler will take care of properly recharging
760          * the runtime and postponing the deadline
761          */
762         if (dl_se->dl_throttled)
763                 return;
764
765         /*
766          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
767          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
768          * spent on hardirq context, etc.).
769          */
770         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + dl_se->dl_deadline;
771         dl_se->runtime = dl_se->dl_runtime;
772 }
773
774 /*
775  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
776  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
777  * exhausting its runtime.
778  *
779  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
780  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
781  * other entities.
782  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
783  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
784  *
785  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
786  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
787  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
788  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
789  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
790  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
791  */
792 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
793 {
794         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
795         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
796
797         BUG_ON(pi_of(dl_se)->dl_runtime <= 0);
798
799         /*
800          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
801          * Just go with full inherited parameters.
802          */
803         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
804                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_of(dl_se)->dl_deadline;
805                 dl_se->runtime = pi_of(dl_se)->dl_runtime;
806         }
807
808         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
809                 dl_se->runtime = 0;
810
811         /*
812          * We keep moving the deadline away until we get some
813          * available runtime for the entity. This ensures correct
814          * handling of situations where the runtime overrun is
815          * arbitrary large.
816          */
817         while (dl_se->runtime <= 0) {
818                 dl_se->deadline += pi_of(dl_se)->dl_period;
819                 dl_se->runtime += pi_of(dl_se)->dl_runtime;
820         }
821
822         /*
823          * At this point, the deadline really should be "in
824          * the future" with respect to rq->clock. If it's
825          * not, we are, for some reason, lagging too much!
826          * Anyway, after having warn userspace abut that,
827          * we still try to keep the things running by
828          * resetting the deadline and the budget of the
829          * entity.
830          */
831         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
832                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
833                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_of(dl_se)->dl_deadline;
834                 dl_se->runtime = pi_of(dl_se)->dl_runtime;
835         }
836
837         if (dl_se->dl_yielded)
838                 dl_se->dl_yielded = 0;
839         if (dl_se->dl_throttled)
840                 dl_se->dl_throttled = 0;
841 }
842
843 /*
844  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
845  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
846  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
847  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
848  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
849  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
850  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
851  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
852  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
853  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
854  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
855  * Documentation/scheduler/sched-deadline.rst for more information).
856  *
857  * This function returns true if:
858  *
859  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline ,
860  *
861  * IOW we can't recycle current parameters.
862  *
863  * Notice that the bandwidth check is done against the deadline. For
864  * task with deadline equal to period this is the same of using
865  * dl_period instead of dl_deadline in the equation above.
866  */
867 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se, u64 t)
868 {
869         u64 left, right;
870
871         /*
872          * left and right are the two sides of the equation above,
873          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
874          * of divisions.
875          *
876          * Note that none of the time values involved in the two
877          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
878          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
879          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
880          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
881          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
882          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
883          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
884          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
885          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
886          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
887          * (but still we want to give the user that illusion >;).
888          */
889         left = (pi_of(dl_se)->dl_deadline >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
890         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
891                 (pi_of(dl_se)->dl_runtime >> DL_SCALE);
892
893         return dl_time_before(right, left);
894 }
895
896 /*
897  * Revised wakeup rule [1]: For self-suspending tasks, rather then
898  * re-initializing task's runtime and deadline, the revised wakeup
899  * rule adjusts the task's runtime to avoid the task to overrun its
900  * density.
901  *
902  * Reasoning: a task may overrun the density if:
903  *    runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline
904  *
905  * Therefore, runtime can be adjusted to:
906  *     runtime = (dl_runtime / dl_deadline) * (deadline - t)
907  *
908  * In such way that runtime will be equal to the maximum density
909  * the task can use without breaking any rule.
910  *
911  * [1] Luca Abeni, Giuseppe Lipari, and Juri Lelli. 2015. Constant
912  * bandwidth server revisited. SIGBED Rev. 11, 4 (January 2015), 19-24.
913  */
914 static void
915 update_dl_revised_wakeup(struct sched_dl_entity *dl_se, struct rq *rq)
916 {
917         u64 laxity = dl_se->deadline - rq_clock(rq);
918
919         /*
920          * If the task has deadline < period, and the deadline is in the past,
921          * it should already be throttled before this check.
922          *
923          * See update_dl_entity() comments for further details.
924          */
925         WARN_ON(dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)));
926
927         dl_se->runtime = (dl_se->dl_density * laxity) >> BW_SHIFT;
928 }
929
930 /*
931  * Regarding the deadline, a task with implicit deadline has a relative
932  * deadline == relative period. A task with constrained deadline has a
933  * relative deadline <= relative period.
934  *
935  * We support constrained deadline tasks. However, there are some restrictions
936  * applied only for tasks which do not have an implicit deadline. See
937  * update_dl_entity() to know more about such restrictions.
938  *
939  * The dl_is_implicit() returns true if the task has an implicit deadline.
940  */
941 static inline bool dl_is_implicit(struct sched_dl_entity *dl_se)
942 {
943         return dl_se->dl_deadline == dl_se->dl_period;
944 }
945
946 /*
947  * When a deadline entity is placed in the runqueue, its runtime and deadline
948  * might need to be updated. This is done by a CBS wake up rule. There are two
949  * different rules: 1) the original CBS; and 2) the Revisited CBS.
950  *
951  * When the task is starting a new period, the Original CBS is used. In this
952  * case, the runtime is replenished and a new absolute deadline is set.
953  *
954  * When a task is queued before the begin of the next period, using the
955  * remaining runtime and deadline could make the entity to overflow, see
956  * dl_entity_overflow() to find more about runtime overflow. When such case
957  * is detected, the runtime and deadline need to be updated.
958  *
959  * If the task has an implicit deadline, i.e., deadline == period, the Original
960  * CBS is applied. the runtime is replenished and a new absolute deadline is
961  * set, as in the previous cases.
962  *
963  * However, the Original CBS does not work properly for tasks with
964  * deadline < period, which are said to have a constrained deadline. By
965  * applying the Original CBS, a constrained deadline task would be able to run
966  * runtime/deadline in a period. With deadline < period, the task would
967  * overrun the runtime/period allowed bandwidth, breaking the admission test.
968  *
969  * In order to prevent this misbehave, the Revisited CBS is used for
970  * constrained deadline tasks when a runtime overflow is detected. In the
971  * Revisited CBS, rather than replenishing & setting a new absolute deadline,
972  * the remaining runtime of the task is reduced to avoid runtime overflow.
973  * Please refer to the comments update_dl_revised_wakeup() function to find
974  * more about the Revised CBS rule.
975  */
976 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
977 {
978         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
979         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
980
981         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
982             dl_entity_overflow(dl_se, rq_clock(rq))) {
983
984                 if (unlikely(!dl_is_implicit(dl_se) &&
985                              !dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
986                              !is_dl_boosted(dl_se))) {
987                         update_dl_revised_wakeup(dl_se, rq);
988                         return;
989                 }
990
991                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_of(dl_se)->dl_deadline;
992                 dl_se->runtime = pi_of(dl_se)->dl_runtime;
993         }
994 }
995
996 static inline u64 dl_next_period(struct sched_dl_entity *dl_se)
997 {
998         return dl_se->deadline - dl_se->dl_deadline + dl_se->dl_period;
999 }
1000
1001 /*
1002  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
1003  * while waiting for some new execution time to become available, we
1004  * set the bandwidth replenishment timer to the replenishment instant
1005  * and try to activate it.
1006  *
1007  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
1008  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
1009  * the future or in the past).
1010  */
1011 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
1012 {
1013         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
1014         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
1015         struct rq *rq = task_rq(p);
1016         ktime_t now, act;
1017         s64 delta;
1018
1019         lockdep_assert_rq_held(rq);
1020
1021         /*
1022          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
1023          * that it is actually coming from rq->clock and not from
1024          * hrtimer's time base reading.
1025          */
1026         act = ns_to_ktime(dl_next_period(dl_se));
1027         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
1028         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
1029         act = ktime_add_ns(act, delta);
1030
1031         /*
1032          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
1033          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
1034          * start the timer in the past!
1035          */
1036         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
1037                 return 0;
1038
1039         /*
1040          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
1041          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
1042          *
1043          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
1044          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
1045          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
1046          * and observe our state.
1047          */
1048         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
1049                 get_task_struct(p);
1050                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS_HARD);
1051         }
1052
1053         return 1;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
1058  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
1059  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
1060  *
1061  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
1062  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
1063  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
1064  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
1065  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
1066  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
1067  * next call to enqueue_task_dl().
1068  */
1069 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
1070 {
1071         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1072                                                      struct sched_dl_entity,
1073                                                      dl_timer);
1074         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1075         struct rq_flags rf;
1076         struct rq *rq;
1077
1078         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1079
1080         /*
1081          * The task might have changed its scheduling policy to something
1082          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_from_dl()).
1083          */
1084         if (!dl_task(p))
1085                 goto unlock;
1086
1087         /*
1088          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
1089          * boosting/deboosting path, its not throttled.
1090          */
1091         if (is_dl_boosted(dl_se))
1092                 goto unlock;
1093
1094         /*
1095          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
1096          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
1097          */
1098         if (!dl_se->dl_throttled)
1099                 goto unlock;
1100
1101         sched_clock_tick();
1102         update_rq_clock(rq);
1103
1104         /*
1105          * If the throttle happened during sched-out; like:
1106          *
1107          *   schedule()
1108          *     deactivate_task()
1109          *       dequeue_task_dl()
1110          *         update_curr_dl()
1111          *           start_dl_timer()
1112          *         __dequeue_task_dl()
1113          *     prev->on_rq = 0;
1114          *
1115          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
1116          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
1117          */
1118         if (!task_on_rq_queued(p)) {
1119                 replenish_dl_entity(dl_se);
1120                 goto unlock;
1121         }
1122
1123 #ifdef CONFIG_SMP
1124         if (unlikely(!rq->online)) {
1125                 /*
1126                  * If the runqueue is no longer available, migrate the
1127                  * task elsewhere. This necessarily changes rq.
1128                  */
1129                 lockdep_unpin_lock(__rq_lockp(rq), rf.cookie);
1130                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
1131                 rf.cookie = lockdep_pin_lock(__rq_lockp(rq));
1132                 update_rq_clock(rq);
1133
1134                 /*
1135                  * Now that the task has been migrated to the new RQ and we
1136                  * have that locked, proceed as normal and enqueue the task
1137                  * there.
1138                  */
1139         }
1140 #endif
1141
1142         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
1143         if (dl_task(rq->curr))
1144                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1145         else
1146                 resched_curr(rq);
1147
1148 #ifdef CONFIG_SMP
1149         /*
1150          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
1151          * to kick someone away.
1152          */
1153         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
1154                 /*
1155                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
1156                  * rq->lock.
1157                  */
1158                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1159                 push_dl_task(rq);
1160                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1161         }
1162 #endif
1163
1164 unlock:
1165         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1166
1167         /*
1168          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
1169          * anything related to that after this.
1170          */
1171         put_task_struct(p);
1172
1173         return HRTIMER_NORESTART;
1174 }
1175
1176 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1177 {
1178         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
1179
1180         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
1181         timer->function = dl_task_timer;
1182 }
1183
1184 /*
1185  * During the activation, CBS checks if it can reuse the current task's
1186  * runtime and period. If the deadline of the task is in the past, CBS
1187  * cannot use the runtime, and so it replenishes the task. This rule
1188  * works fine for implicit deadline tasks (deadline == period), and the
1189  * CBS was designed for implicit deadline tasks. However, a task with
1190  * constrained deadline (deadline < period) might be awakened after the
1191  * deadline, but before the next period. In this case, replenishing the
1192  * task would allow it to run for runtime / deadline. As in this case
1193  * deadline < period, CBS enables a task to run for more than the
1194  * runtime / period. In a very loaded system, this can cause a domino
1195  * effect, making other tasks miss their deadlines.
1196  *
1197  * To avoid this problem, in the activation of a constrained deadline
1198  * task after the deadline but before the next period, throttle the
1199  * task and set the replenishing timer to the begin of the next period,
1200  * unless it is boosted.
1201  */
1202 static inline void dl_check_constrained_dl(struct sched_dl_entity *dl_se)
1203 {
1204         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1205         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se));
1206
1207         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
1208             dl_time_before(rq_clock(rq), dl_next_period(dl_se))) {
1209                 if (unlikely(is_dl_boosted(dl_se) || !start_dl_timer(p)))
1210                         return;
1211                 dl_se->dl_throttled = 1;
1212                 if (dl_se->runtime > 0)
1213                         dl_se->runtime = 0;
1214         }
1215 }
1216
1217 static
1218 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
1219 {
1220         return (dl_se->runtime <= 0);
1221 }
1222
1223 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
1224
1225 /*
1226  * This function implements the GRUB accounting rule:
1227  * according to the GRUB reclaiming algorithm, the runtime is
1228  * not decreased as "dq = -dt", but as
1229  * "dq = -max{u / Umax, (1 - Uinact - Uextra)} dt",
1230  * where u is the utilization of the task, Umax is the maximum reclaimable
1231  * utilization, Uinact is the (per-runqueue) inactive utilization, computed
1232  * as the difference between the "total runqueue utilization" and the
1233  * runqueue active utilization, and Uextra is the (per runqueue) extra
1234  * reclaimable utilization.
1235  * Since rq->dl.running_bw and rq->dl.this_bw contain utilizations
1236  * multiplied by 2^BW_SHIFT, the result has to be shifted right by
1237  * BW_SHIFT.
1238  * Since rq->dl.bw_ratio contains 1 / Umax multiplied by 2^RATIO_SHIFT,
1239  * dl_bw is multiped by rq->dl.bw_ratio and shifted right by RATIO_SHIFT.
1240  * Since delta is a 64 bit variable, to have an overflow its value
1241  * should be larger than 2^(64 - 20 - 8), which is more than 64 seconds.
1242  * So, overflow is not an issue here.
1243  */
1244 static u64 grub_reclaim(u64 delta, struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1245 {
1246         u64 u_inact = rq->dl.this_bw - rq->dl.running_bw; /* Utot - Uact */
1247         u64 u_act;
1248         u64 u_act_min = (dl_se->dl_bw * rq->dl.bw_ratio) >> RATIO_SHIFT;
1249
1250         /*
1251          * Instead of computing max{u * bw_ratio, (1 - u_inact - u_extra)},
1252          * we compare u_inact + rq->dl.extra_bw with
1253          * 1 - (u * rq->dl.bw_ratio >> RATIO_SHIFT), because
1254          * u_inact + rq->dl.extra_bw can be larger than
1255          * 1 * (so, 1 - u_inact - rq->dl.extra_bw would be negative
1256          * leading to wrong results)
1257          */
1258         if (u_inact + rq->dl.extra_bw > BW_UNIT - u_act_min)
1259                 u_act = u_act_min;
1260         else
1261                 u_act = BW_UNIT - u_inact - rq->dl.extra_bw;
1262
1263         return (delta * u_act) >> BW_SHIFT;
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
1268  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
1269  */
1270 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
1271 {
1272         struct task_struct *curr = rq->curr;
1273         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
1274         u64 delta_exec, scaled_delta_exec;
1275         int cpu = cpu_of(rq);
1276         u64 now;
1277
1278         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
1279                 return;
1280
1281         /*
1282          * Consumed budget is computed considering the time as
1283          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
1284          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
1285          * computed using hard walltime. This seems to be the more
1286          * natural solution, but the full ramifications of this
1287          * approach need further study.
1288          */
1289         now = rq_clock_task(rq);
1290         delta_exec = now - curr->se.exec_start;
1291         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
1292                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
1293                         goto throttle;
1294                 return;
1295         }
1296
1297         schedstat_set(curr->stats.exec_max,
1298                       max(curr->stats.exec_max, delta_exec));
1299
1300         trace_sched_stat_runtime(curr, delta_exec, 0);
1301
1302         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
1303         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
1304
1305         curr->se.exec_start = now;
1306         cgroup_account_cputime(curr, delta_exec);
1307
1308         if (dl_entity_is_special(dl_se))
1309                 return;
1310
1311         /*
1312          * For tasks that participate in GRUB, we implement GRUB-PA: the
1313          * spare reclaimed bandwidth is used to clock down frequency.
1314          *
1315          * For the others, we still need to scale reservation parameters
1316          * according to current frequency and CPU maximum capacity.
1317          */
1318         if (unlikely(dl_se->flags & SCHED_FLAG_RECLAIM)) {
1319                 scaled_delta_exec = grub_reclaim(delta_exec,
1320                                                  rq,
1321                                                  &curr->dl);
1322         } else {
1323                 unsigned long scale_freq = arch_scale_freq_capacity(cpu);
1324                 unsigned long scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
1325
1326                 scaled_delta_exec = cap_scale(delta_exec, scale_freq);
1327                 scaled_delta_exec = cap_scale(scaled_delta_exec, scale_cpu);
1328         }
1329
1330         dl_se->runtime -= scaled_delta_exec;
1331
1332 throttle:
1333         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
1334                 dl_se->dl_throttled = 1;
1335
1336                 /* If requested, inform the user about runtime overruns. */
1337                 if (dl_runtime_exceeded(dl_se) &&
1338                     (dl_se->flags & SCHED_FLAG_DL_OVERRUN))
1339                         dl_se->dl_overrun = 1;
1340
1341                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
1342                 if (unlikely(is_dl_boosted(dl_se) || !start_dl_timer(curr)))
1343                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
1344
1345                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
1346                         resched_curr(rq);
1347         }
1348
1349         /*
1350          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
1351          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
1352          * would be able to exceed the shared quota.
1353          *
1354          * Account to the root rt group for now.
1355          *
1356          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
1357          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
1358          * out before that can happen.
1359          */
1360         if (rt_bandwidth_enabled()) {
1361                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
1362
1363                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1364                 /*
1365                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
1366                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
1367                  * bandwidth is relevant.
1368                  */
1369                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
1370                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
1371                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1372         }
1373 }
1374
1375 static enum hrtimer_restart inactive_task_timer(struct hrtimer *timer)
1376 {
1377         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1378                                                      struct sched_dl_entity,
1379                                                      inactive_timer);
1380         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1381         struct rq_flags rf;
1382         struct rq *rq;
1383
1384         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1385
1386         sched_clock_tick();
1387         update_rq_clock(rq);
1388
1389         if (!dl_task(p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_DEAD) {
1390                 struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1391
1392                 if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_DEAD && dl_se->dl_non_contending) {
1393                         sub_running_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1394                         sub_rq_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1395                         dl_se->dl_non_contending = 0;
1396                 }
1397
1398                 raw_spin_lock(&dl_b->lock);
1399                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
1400                 raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
1401                 __dl_clear_params(p);
1402
1403                 goto unlock;
1404         }
1405         if (dl_se->dl_non_contending == 0)
1406                 goto unlock;
1407
1408         sub_running_bw(dl_se, &rq->dl);
1409         dl_se->dl_non_contending = 0;
1410 unlock:
1411         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1412         put_task_struct(p);
1413
1414         return HRTIMER_NORESTART;
1415 }
1416
1417 void init_dl_inactive_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1418 {
1419         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
1420
1421         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
1422         timer->function = inactive_task_timer;
1423 }
1424
1425 #define __node_2_dle(node) \
1426         rb_entry((node), struct sched_dl_entity, rb_node)
1427
1428 #ifdef CONFIG_SMP
1429
1430 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1431 {
1432         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1433
1434         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
1435             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
1436                 if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0)
1437                         cpupri_set(&rq->rd->cpupri, rq->cpu, CPUPRI_HIGHER);
1438                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
1439                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline);
1440         }
1441 }
1442
1443 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1444 {
1445         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1446
1447         /*
1448          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
1449          * task we must recompute them.
1450          */
1451         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
1452                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
1453                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
1454                 cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1455                 cpupri_set(&rq->rd->cpupri, rq->cpu, rq->rt.highest_prio.curr);
1456         } else {
1457                 struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&dl_rq->root);
1458                 struct sched_dl_entity *entry = __node_2_dle(leftmost);
1459
1460                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
1461                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline);
1462         }
1463 }
1464
1465 #else
1466
1467 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1468 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1469
1470 #endif /* CONFIG_SMP */
1471
1472 static inline
1473 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1474 {
1475         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1476         u64 deadline = dl_se->deadline;
1477
1478         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1479         dl_rq->dl_nr_running++;
1480         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1481
1482         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
1483         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1484 }
1485
1486 static inline
1487 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1488 {
1489         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1490
1491         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1492         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
1493         dl_rq->dl_nr_running--;
1494         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1495
1496         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
1497         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1498 }
1499
1500 static inline bool __dl_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
1501 {
1502         return dl_time_before(__node_2_dle(a)->deadline, __node_2_dle(b)->deadline);
1503 }
1504
1505 static inline struct sched_statistics *
1506 __schedstats_from_dl_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
1507 {
1508         return &dl_task_of(dl_se)->stats;
1509 }
1510
1511 static inline void
1512 update_stats_wait_start_dl(struct dl_rq *dl_rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1513 {
1514         struct sched_statistics *stats;
1515
1516         if (!schedstat_enabled())
1517                 return;
1518
1519         stats = __schedstats_from_dl_se(dl_se);
1520         __update_stats_wait_start(rq_of_dl_rq(dl_rq), dl_task_of(dl_se), stats);
1521 }
1522
1523 static inline void
1524 update_stats_wait_end_dl(struct dl_rq *dl_rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1525 {
1526         struct sched_statistics *stats;
1527
1528         if (!schedstat_enabled())
1529                 return;
1530
1531         stats = __schedstats_from_dl_se(dl_se);
1532         __update_stats_wait_end(rq_of_dl_rq(dl_rq), dl_task_of(dl_se), stats);
1533 }
1534
1535 static inline void
1536 update_stats_enqueue_sleeper_dl(struct dl_rq *dl_rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1537 {
1538         struct sched_statistics *stats;
1539
1540         if (!schedstat_enabled())
1541                 return;
1542
1543         stats = __schedstats_from_dl_se(dl_se);
1544         __update_stats_enqueue_sleeper(rq_of_dl_rq(dl_rq), dl_task_of(dl_se), stats);
1545 }
1546
1547 static inline void
1548 update_stats_enqueue_dl(struct dl_rq *dl_rq, struct sched_dl_entity *dl_se,
1549                         int flags)
1550 {
1551         if (!schedstat_enabled())
1552                 return;
1553
1554         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1555                 update_stats_enqueue_sleeper_dl(dl_rq, dl_se);
1556 }
1557
1558 static inline void
1559 update_stats_dequeue_dl(struct dl_rq *dl_rq, struct sched_dl_entity *dl_se,
1560                         int flags)
1561 {
1562         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1563
1564         if (!schedstat_enabled())
1565                 return;
1566
1567         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP)) {
1568                 unsigned int state;
1569
1570                 state = READ_ONCE(p->__state);
1571                 if (state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1572                         __schedstat_set(p->stats.sleep_start,
1573                                         rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq)));
1574
1575                 if (state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1576                         __schedstat_set(p->stats.block_start,
1577                                         rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq)));
1578         }
1579 }
1580
1581 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1582 {
1583         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1584
1585         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
1586
1587         rb_add_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root, __dl_less);
1588
1589         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1590 }
1591
1592 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1593 {
1594         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1595
1596         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
1597                 return;
1598
1599         rb_erase_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root);
1600
1601         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
1602
1603         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1604 }
1605
1606 static void
1607 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
1608 {
1609         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
1610
1611         update_stats_enqueue_dl(dl_rq_of_se(dl_se), dl_se, flags);
1612
1613         /*
1614          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
1615          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
1616          * we want a replenishment of its runtime.
1617          */
1618         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1619                 task_contending(dl_se, flags);
1620                 update_dl_entity(dl_se);
1621         } else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH) {
1622                 replenish_dl_entity(dl_se);
1623         } else if ((flags & ENQUEUE_RESTORE) &&
1624                   dl_time_before(dl_se->deadline,
1625                                  rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se))))) {
1626                 setup_new_dl_entity(dl_se);
1627         }
1628
1629         __enqueue_dl_entity(dl_se);
1630 }
1631
1632 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1633 {
1634         __dequeue_dl_entity(dl_se);
1635 }
1636
1637 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1638 {
1639         if (is_dl_boosted(&p->dl)) {
1640                 /*
1641                  * Because of delays in the detection of the overrun of a
1642                  * thread's runtime, it might be the case that a thread
1643                  * goes to sleep in a rt mutex with negative runtime. As
1644                  * a consequence, the thread will be throttled.
1645                  *
1646                  * While waiting for the mutex, this thread can also be
1647                  * boosted via PI, resulting in a thread that is throttled
1648                  * and boosted at the same time.
1649                  *
1650                  * In this case, the boost overrides the throttle.
1651                  */
1652                 if (p->dl.dl_throttled) {
1653                         /*
1654                          * The replenish timer needs to be canceled. No
1655                          * problem if it fires concurrently: boosted threads
1656                          * are ignored in dl_task_timer().
1657                          */
1658                         hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.dl_timer);
1659                         p->dl.dl_throttled = 0;
1660                 }
1661         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
1662                 /*
1663                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task that is going
1664                  * to be deboosted, but exceeds its runtime while doing so. No point in
1665                  * replenishing it, as it's going to return back to its original
1666                  * scheduling class after this. If it has been throttled, we need to
1667                  * clear the flag, otherwise the task may wake up as throttled after
1668                  * being boosted again with no means to replenish the runtime and clear
1669                  * the throttle.
1670                  */
1671                 p->dl.dl_throttled = 0;
1672                 BUG_ON(!is_dl_boosted(&p->dl) || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
1673                 return;
1674         }
1675
1676         /*
1677          * Check if a constrained deadline task was activated
1678          * after the deadline but before the next period.
1679          * If that is the case, the task will be throttled and
1680          * the replenishment timer will be set to the next period.
1681          */
1682         if (!p->dl.dl_throttled && !dl_is_implicit(&p->dl))
1683                 dl_check_constrained_dl(&p->dl);
1684
1685         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & ENQUEUE_RESTORE) {
1686                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1687                 add_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1688         }
1689
1690         /*
1691          * If p is throttled, we do not enqueue it. In fact, if it exhausted
1692          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
1693          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
1694          * run yet) will take care of this.
1695          * However, the active utilization does not depend on the fact
1696          * that the task is on the runqueue or not (but depends on the
1697          * task's state - in GRUB parlance, "inactive" vs "active contending").
1698          * In other words, even if a task is throttled its utilization must
1699          * be counted in the active utilization; hence, we need to call
1700          * add_running_bw().
1701          */
1702         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH)) {
1703                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1704                         task_contending(&p->dl, flags);
1705
1706                 return;
1707         }
1708
1709         check_schedstat_required();
1710         update_stats_wait_start_dl(dl_rq_of_se(&p->dl), &p->dl);
1711
1712         enqueue_dl_entity(&p->dl, flags);
1713
1714         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1715                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1716 }
1717
1718 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1719 {
1720         update_stats_dequeue_dl(&rq->dl, &p->dl, flags);
1721         dequeue_dl_entity(&p->dl);
1722         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1723 }
1724
1725 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1726 {
1727         update_curr_dl(rq);
1728         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
1729
1730         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & DEQUEUE_SAVE) {
1731                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1732                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1733         }
1734
1735         /*
1736          * This check allows to start the inactive timer (or to immediately
1737          * decrease the active utilization, if needed) in two cases:
1738          * when the task blocks and when it is terminating
1739          * (p->state == TASK_DEAD). We can handle the two cases in the same
1740          * way, because from GRUB's point of view the same thing is happening
1741          * (the task moves from "active contending" to "active non contending"
1742          * or "inactive")
1743          */
1744         if (flags & DEQUEUE_SLEEP)
1745                 task_non_contending(p);
1746 }
1747
1748 /*
1749  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
1750  *
1751  *   get off from the CPU until our next instance, with
1752  *   a new runtime. This is of little use now, since we
1753  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
1754  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
1755  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
1756  *   is available for other task instances to use it.
1757  */
1758 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
1759 {
1760         /*
1761          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1762          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1763          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1764          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1765          */
1766         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1767
1768         update_rq_clock(rq);
1769         update_curr_dl(rq);
1770         /*
1771          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1772          * so we don't do microscopic update in schedule()
1773          * and double the fastpath cost.
1774          */
1775         rq_clock_skip_update(rq);
1776 }
1777
1778 #ifdef CONFIG_SMP
1779
1780 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1781
1782 static int
1783 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int flags)
1784 {
1785         struct task_struct *curr;
1786         bool select_rq;
1787         struct rq *rq;
1788
1789         if (!(flags & WF_TTWU))
1790                 goto out;
1791
1792         rq = cpu_rq(cpu);
1793
1794         rcu_read_lock();
1795         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1796
1797         /*
1798          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1799          * decide where to wake it up.
1800          * If it has a later deadline and the current task
1801          * on this rq can't move (provided the waking task
1802          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1803          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1804          * try to make it stay here, it might be important.
1805          */
1806         select_rq = unlikely(dl_task(curr)) &&
1807                     (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1808                      !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1809                     p->nr_cpus_allowed > 1;
1810
1811         /*
1812          * Take the capacity of the CPU into account to
1813          * ensure it fits the requirement of the task.
1814          */
1815         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
1816                 select_rq |= !dl_task_fits_capacity(p, cpu);
1817
1818         if (select_rq) {
1819                 int target = find_later_rq(p);
1820
1821                 if (target != -1 &&
1822                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1823                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1824                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1825                         cpu = target;
1826         }
1827         rcu_read_unlock();
1828
1829 out:
1830         return cpu;
1831 }
1832
1833 static void migrate_task_rq_dl(struct task_struct *p, int new_cpu __maybe_unused)
1834 {
1835         struct rq *rq;
1836
1837         if (READ_ONCE(p->__state) != TASK_WAKING)
1838                 return;
1839
1840         rq = task_rq(p);
1841         /*
1842          * Since p->state == TASK_WAKING, set_task_cpu() has been called
1843          * from try_to_wake_up(). Hence, p->pi_lock is locked, but
1844          * rq->lock is not... So, lock it
1845          */
1846         raw_spin_rq_lock(rq);
1847         if (p->dl.dl_non_contending) {
1848                 update_rq_clock(rq);
1849                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1850                 p->dl.dl_non_contending = 0;
1851                 /*
1852                  * If the timer handler is currently running and the
1853                  * timer cannot be canceled, inactive_task_timer()
1854                  * will see that dl_not_contending is not set, and
1855                  * will not touch the rq's active utilization,
1856                  * so we are still safe.
1857                  */
1858                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
1859                         put_task_struct(p);
1860         }
1861         sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1862         raw_spin_rq_unlock(rq);
1863 }
1864
1865 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1866 {
1867         /*
1868          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1869          * let's hope p can move out.
1870          */
1871         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1872             !cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL))
1873                 return;
1874
1875         /*
1876          * p is migratable, so let's not schedule it and
1877          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1878          */
1879         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1880             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL))
1881                 return;
1882
1883         resched_curr(rq);
1884 }
1885
1886 static int balance_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1887 {
1888         if (!on_dl_rq(&p->dl) && need_pull_dl_task(rq, p)) {
1889                 /*
1890                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1891                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1892                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
1893                  * not yet started the picking loop.
1894                  */
1895                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1896                 pull_dl_task(rq);
1897                 rq_repin_lock(rq, rf);
1898         }
1899
1900         return sched_stop_runnable(rq) || sched_dl_runnable(rq);
1901 }
1902 #endif /* CONFIG_SMP */
1903
1904 /*
1905  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1906  * tasks.
1907  */
1908 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1909                                   int flags)
1910 {
1911         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1912                 resched_curr(rq);
1913                 return;
1914         }
1915
1916 #ifdef CONFIG_SMP
1917         /*
1918          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1919          * let us try to decide what's the best thing to do...
1920          */
1921         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1922             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1923                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1924 #endif /* CONFIG_SMP */
1925 }
1926
1927 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1928 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1929 {
1930         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1931 }
1932 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1933 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1934 {
1935 }
1936 #endif
1937
1938 static void set_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
1939 {
1940         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
1941         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
1942
1943         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1944         if (on_dl_rq(&p->dl))
1945                 update_stats_wait_end_dl(dl_rq, dl_se);
1946
1947         /* You can't push away the running task */
1948         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1949
1950         if (!first)
1951                 return;
1952
1953         if (hrtick_enabled_dl(rq))
1954                 start_hrtick_dl(rq, p);
1955
1956         if (rq->curr->sched_class != &dl_sched_class)
1957                 update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 0);
1958
1959         deadline_queue_push_tasks(rq);
1960 }
1961
1962 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct dl_rq *dl_rq)
1963 {
1964         struct rb_node *left = rb_first_cached(&dl_rq->root);
1965
1966         if (!left)
1967                 return NULL;
1968
1969         return __node_2_dle(left);
1970 }
1971
1972 static struct task_struct *pick_task_dl(struct rq *rq)
1973 {
1974         struct sched_dl_entity *dl_se;
1975         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
1976         struct task_struct *p;
1977
1978         if (!sched_dl_runnable(rq))
1979                 return NULL;
1980
1981         dl_se = pick_next_dl_entity(dl_rq);
1982         BUG_ON(!dl_se);
1983         p = dl_task_of(dl_se);
1984
1985         return p;
1986 }
1987
1988 static struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq)
1989 {
1990         struct task_struct *p;
1991
1992         p = pick_task_dl(rq);
1993         if (p)
1994                 set_next_task_dl(rq, p, true);
1995
1996         return p;
1997 }
1998
1999 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2000 {
2001         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2002         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
2003
2004         if (on_dl_rq(&p->dl))
2005                 update_stats_wait_start_dl(dl_rq, dl_se);
2006
2007         update_curr_dl(rq);
2008
2009         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
2010         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
2011                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
2012 }
2013
2014 /*
2015  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
2016  *
2017  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
2018  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
2019  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
2020  * parameters.
2021  */
2022 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
2023 {
2024         update_curr_dl(rq);
2025
2026         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
2027         /*
2028          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
2029          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
2030          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
2031          */
2032         if (hrtick_enabled_dl(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
2033             is_leftmost(p, &rq->dl))
2034                 start_hrtick_dl(rq, p);
2035 }
2036
2037 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
2038 {
2039         /*
2040          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
2041          * sched_fork()
2042          */
2043 }
2044
2045 #ifdef CONFIG_SMP
2046
2047 /* Only try algorithms three times */
2048 #define DL_MAX_TRIES 3
2049
2050 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
2051 {
2052         if (!task_running(rq, p) &&
2053             cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_mask))
2054                 return 1;
2055         return 0;
2056 }
2057
2058 /*
2059  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
2060  * on the CPU, NULL otherwise:
2061  */
2062 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
2063 {
2064         struct task_struct *p = NULL;
2065         struct rb_node *next_node;
2066
2067         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
2068                 return NULL;
2069
2070         next_node = rb_first_cached(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root);
2071
2072 next_node:
2073         if (next_node) {
2074                 p = __node_2_pdl(next_node);
2075
2076                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
2077                         return p;
2078
2079                 next_node = rb_next(next_node);
2080                 goto next_node;
2081         }
2082
2083         return NULL;
2084 }
2085
2086 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
2087
2088 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
2089 {
2090         struct sched_domain *sd;
2091         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
2092         int this_cpu = smp_processor_id();
2093         int cpu = task_cpu(task);
2094
2095         /* Make sure the mask is initialized first */
2096         if (unlikely(!later_mask))
2097                 return -1;
2098
2099         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
2100                 return -1;
2101
2102         /*
2103          * We have to consider system topology and task affinity
2104          * first, then we can look for a suitable CPU.
2105          */
2106         if (!cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl, task, later_mask))
2107                 return -1;
2108
2109         /*
2110          * If we are here, some targets have been found, including
2111          * the most suitable which is, among the runqueues where the
2112          * current tasks have later deadlines than the task's one, the
2113          * rq with the latest possible one.
2114          *
2115          * Now we check how well this matches with task's
2116          * affinity and system topology.
2117          *
2118          * The last CPU where the task run is our first
2119          * guess, since it is most likely cache-hot there.
2120          */
2121         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
2122                 return cpu;
2123         /*
2124          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
2125          * not in the mask) or not.
2126          */
2127         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
2128                 this_cpu = -1;
2129
2130         rcu_read_lock();
2131         for_each_domain(cpu, sd) {
2132                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
2133                         int best_cpu;
2134
2135                         /*
2136                          * If possible, preempting this_cpu is
2137                          * cheaper than migrating.
2138                          */
2139                         if (this_cpu != -1 &&
2140                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
2141                                 rcu_read_unlock();
2142                                 return this_cpu;
2143                         }
2144
2145                         best_cpu = cpumask_any_and_distribute(later_mask,
2146                                                               sched_domain_span(sd));
2147                         /*
2148                          * Last chance: if a CPU being in both later_mask
2149                          * and current sd span is valid, that becomes our
2150                          * choice. Of course, the latest possible CPU is
2151                          * already under consideration through later_mask.
2152                          */
2153                         if (best_cpu < nr_cpu_ids) {
2154                                 rcu_read_unlock();
2155                                 return best_cpu;
2156                         }
2157                 }
2158         }
2159         rcu_read_unlock();
2160
2161         /*
2162          * At this point, all our guesses failed, we just return
2163          * 'something', and let the caller sort the things out.
2164          */
2165         if (this_cpu != -1)
2166                 return this_cpu;
2167
2168         cpu = cpumask_any_distribute(later_mask);
2169         if (cpu < nr_cpu_ids)
2170                 return cpu;
2171
2172         return -1;
2173 }
2174
2175 /* Locks the rq it finds */
2176 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
2177 {
2178         struct rq *later_rq = NULL;
2179         int tries;
2180         int cpu;
2181
2182         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
2183                 cpu = find_later_rq(task);
2184
2185                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
2186                         break;
2187
2188                 later_rq = cpu_rq(cpu);
2189
2190                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
2191                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
2192                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
2193                         /*
2194                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
2195                          * retrying does not release any lock and is unlikely
2196                          * to yield a different result.
2197                          */
2198                         later_rq = NULL;
2199                         break;
2200                 }
2201
2202                 /* Retry if something changed. */
2203                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
2204                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
2205                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu, &task->cpus_mask) ||
2206                                      task_running(rq, task) ||
2207                                      !dl_task(task) ||
2208                                      !task_on_rq_queued(task))) {
2209                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2210                                 later_rq = NULL;
2211                                 break;
2212                         }
2213                 }
2214
2215                 /*
2216                  * If the rq we found has no -deadline task, or
2217                  * its earliest one has a later deadline than our
2218                  * task, the rq is a good one.
2219                  */
2220                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
2221                     dl_time_before(task->dl.deadline,
2222                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
2223                         break;
2224
2225                 /* Otherwise we try again. */
2226                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2227                 later_rq = NULL;
2228         }
2229
2230         return later_rq;
2231 }
2232
2233 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
2234 {
2235         struct task_struct *p;
2236
2237         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
2238                 return NULL;
2239
2240         p = __node_2_pdl(rb_first_cached(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root));
2241
2242         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
2243         BUG_ON(task_current(rq, p));
2244         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
2245
2246         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
2247         BUG_ON(!dl_task(p));
2248
2249         return p;
2250 }
2251
2252 /*
2253  * See if the non running -deadline tasks on this rq
2254  * can be sent to some other CPU where they can preempt
2255  * and start executing.
2256  */
2257 static int push_dl_task(struct rq *rq)
2258 {
2259         struct task_struct *next_task;
2260         struct rq *later_rq;
2261         int ret = 0;
2262
2263         if (!rq->dl.overloaded)
2264                 return 0;
2265
2266         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2267         if (!next_task)
2268                 return 0;
2269
2270 retry:
2271         /*
2272          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
2273          * can move away, it makes sense to just reschedule
2274          * without going further in pushing next_task.
2275          */
2276         if (dl_task(rq->curr) &&
2277             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
2278             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
2279                 resched_curr(rq);
2280                 return 0;
2281         }
2282
2283         if (is_migration_disabled(next_task))
2284                 return 0;
2285
2286         if (WARN_ON(next_task == rq->curr))
2287                 return 0;
2288
2289         /* We might release rq lock */
2290         get_task_struct(next_task);
2291
2292         /* Will lock the rq it'll find */
2293         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
2294         if (!later_rq) {
2295                 struct task_struct *task;
2296
2297                 /*
2298                  * We must check all this again, since
2299                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
2300                  * then possible that next_task has migrated.
2301                  */
2302                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2303                 if (task == next_task) {
2304                         /*
2305                          * The task is still there. We don't try
2306                          * again, some other CPU will pull it when ready.
2307                          */
2308                         goto out;
2309                 }
2310
2311                 if (!task)
2312                         /* No more tasks */
2313                         goto out;
2314
2315                 put_task_struct(next_task);
2316                 next_task = task;
2317                 goto retry;
2318         }
2319
2320         deactivate_task(rq, next_task, 0);
2321         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
2322
2323         /*
2324          * Update the later_rq clock here, because the clock is used
2325          * by the cpufreq_update_util() inside __add_running_bw().
2326          */
2327         update_rq_clock(later_rq);
2328         activate_task(later_rq, next_task, ENQUEUE_NOCLOCK);
2329         ret = 1;
2330
2331         resched_curr(later_rq);
2332
2333         double_unlock_balance(rq, later_rq);
2334
2335 out:
2336         put_task_struct(next_task);
2337
2338         return ret;
2339 }
2340
2341 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
2342 {
2343         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
2344         while (push_dl_task(rq))
2345                 ;
2346 }
2347
2348 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
2349 {
2350         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
2351         struct task_struct *p, *push_task;
2352         bool resched = false;
2353         struct rq *src_rq;
2354         u64 dmin = LONG_MAX;
2355
2356         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
2357                 return;
2358
2359         /*
2360          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
2361          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
2362          */
2363         smp_rmb();
2364
2365         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
2366                 if (this_cpu == cpu)
2367                         continue;
2368
2369                 src_rq = cpu_rq(cpu);
2370
2371                 /*
2372                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
2373                  * we are fine with this.
2374                  */
2375                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
2376                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
2377                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
2378                         continue;
2379
2380                 /* Might drop this_rq->lock */
2381                 push_task = NULL;
2382                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
2383
2384                 /*
2385                  * If there are no more pullable tasks on the
2386                  * rq, we're done with it.
2387                  */
2388                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
2389                         goto skip;
2390
2391                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
2392
2393                 /*
2394                  * We found a task to be pulled if:
2395                  *  - it preempts our current (if there's one),
2396                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
2397                  */
2398                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
2399                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
2400                      dl_time_before(p->dl.deadline,
2401                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
2402                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
2403                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
2404
2405                         /*
2406                          * Then we pull iff p has actually an earlier
2407                          * deadline than the current task of its runqueue.
2408                          */
2409                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
2410                                            src_rq->curr->dl.deadline))
2411                                 goto skip;
2412
2413                         if (is_migration_disabled(p)) {
2414                                 push_task = get_push_task(src_rq);
2415                         } else {
2416                                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
2417                                 set_task_cpu(p, this_cpu);
2418                                 activate_task(this_rq, p, 0);
2419                                 dmin = p->dl.deadline;
2420                                 resched = true;
2421                         }
2422
2423                         /* Is there any other task even earlier? */
2424                 }
2425 skip:
2426                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
2427
2428                 if (push_task) {
2429                         raw_spin_rq_unlock(this_rq);
2430                         stop_one_cpu_nowait(src_rq->cpu, push_cpu_stop,
2431                                             push_task, &src_rq->push_work);
2432                         raw_spin_rq_lock(this_rq);
2433                 }
2434         }
2435
2436         if (resched)
2437                 resched_curr(this_rq);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
2442  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
2443  */
2444 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2445 {
2446         if (!task_running(rq, p) &&
2447             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
2448             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
2449             dl_task(rq->curr) &&
2450             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
2451              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
2452                 push_dl_tasks(rq);
2453         }
2454 }
2455
2456 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
2457                                 const struct cpumask *new_mask,
2458                                 u32 flags)
2459 {
2460         struct root_domain *src_rd;
2461         struct rq *rq;
2462
2463         BUG_ON(!dl_task(p));
2464
2465         rq = task_rq(p);
2466         src_rd = rq->rd;
2467         /*
2468          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
2469          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
2470          * update. We already made space for us in the destination
2471          * domain (see cpuset_can_attach()).
2472          */
2473         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
2474                 struct dl_bw *src_dl_b;
2475
2476                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
2477                 /*
2478                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
2479                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
2480                  * until we complete the update.
2481                  */
2482                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
2483                 __dl_sub(src_dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
2484                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
2485         }
2486
2487         set_cpus_allowed_common(p, new_mask, flags);
2488 }
2489
2490 /* Assumes rq->lock is held */
2491 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
2492 {
2493         if (rq->dl.overloaded)
2494                 dl_set_overload(rq);
2495
2496         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2497         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
2498                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr);
2499 }
2500
2501 /* Assumes rq->lock is held */
2502 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
2503 {
2504         if (rq->dl.overloaded)
2505                 dl_clear_overload(rq);
2506
2507         cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2508         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2509 }
2510
2511 void __init init_sched_dl_class(void)
2512 {
2513         unsigned int i;
2514
2515         for_each_possible_cpu(i)
2516                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
2517                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
2518 }
2519
2520 void dl_add_task_root_domain(struct task_struct *p)
2521 {
2522         struct rq_flags rf;
2523         struct rq *rq;
2524         struct dl_bw *dl_b;
2525
2526         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2527         if (!dl_task(p)) {
2528                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
2529                 return;
2530         }
2531
2532         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2533
2534         dl_b = &rq->rd->dl_bw;
2535         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2536
2537         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(rq->rd->span));
2538
2539         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2540
2541         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2542 }
2543
2544 void dl_clear_root_domain(struct root_domain *rd)
2545 {
2546         unsigned long flags;
2547
2548         raw_spin_lock_irqsave(&rd->dl_bw.lock, flags);
2549         rd->dl_bw.total_bw = 0;
2550         raw_spin_unlock_irqrestore(&rd->dl_bw.lock, flags);
2551 }
2552
2553 #endif /* CONFIG_SMP */
2554
2555 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2556 {
2557         /*
2558          * task_non_contending() can start the "inactive timer" (if the 0-lag
2559          * time is in the future). If the task switches back to dl before
2560          * the "inactive timer" fires, it can continue to consume its current
2561          * runtime using its current deadline. If it stays outside of
2562          * SCHED_DEADLINE until the 0-lag time passes, inactive_task_timer()
2563          * will reset the task parameters.
2564          */
2565         if (task_on_rq_queued(p) && p->dl.dl_runtime)
2566                 task_non_contending(p);
2567
2568         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2569                 /*
2570                  * Inactive timer is armed. However, p is leaving DEADLINE and
2571                  * might migrate away from this rq while continuing to run on
2572                  * some other class. We need to remove its contribution from
2573                  * this rq running_bw now, or sub_rq_bw (below) will complain.
2574                  */
2575                 if (p->dl.dl_non_contending)
2576                         sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
2577                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2578         }
2579
2580         /*
2581          * We cannot use inactive_task_timer() to invoke sub_running_bw()
2582          * at the 0-lag time, because the task could have been migrated
2583          * while SCHED_OTHER in the meanwhile.
2584          */
2585         if (p->dl.dl_non_contending)
2586                 p->dl.dl_non_contending = 0;
2587
2588         /*
2589          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
2590          * this is the right place to try to pull some other one
2591          * from an overloaded CPU, if any.
2592          */
2593         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
2594                 return;
2595
2596         deadline_queue_pull_task(rq);
2597 }
2598
2599 /*
2600  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
2601  * we try to push someone off, if possible.
2602  */
2603 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2604 {
2605         if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
2606                 put_task_struct(p);
2607
2608         /* If p is not queued we will update its parameters at next wakeup. */
2609         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2610                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2611
2612                 return;
2613         }
2614
2615         if (rq->curr != p) {
2616 #ifdef CONFIG_SMP
2617                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
2618                         deadline_queue_push_tasks(rq);
2619 #endif
2620                 if (dl_task(rq->curr))
2621                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
2622                 else
2623                         resched_curr(rq);
2624         } else {
2625                 update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 0);
2626         }
2627 }
2628
2629 /*
2630  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
2631  * a push or pull operation might be needed.
2632  */
2633 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2634                             int oldprio)
2635 {
2636         if (task_on_rq_queued(p) || task_current(rq, p)) {
2637 #ifdef CONFIG_SMP
2638                 /*
2639                  * This might be too much, but unfortunately
2640                  * we don't have the old deadline value, and
2641                  * we can't argue if the task is increasing
2642                  * or lowering its prio, so...
2643                  */
2644                 if (!rq->dl.overloaded)
2645                         deadline_queue_pull_task(rq);
2646
2647                 /*
2648                  * If we now have a earlier deadline task than p,
2649                  * then reschedule, provided p is still on this
2650                  * runqueue.
2651                  */
2652                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
2653                         resched_curr(rq);
2654 #else
2655                 /*
2656                  * Again, we don't know if p has a earlier
2657                  * or later deadline, so let's blindly set a
2658                  * (maybe not needed) rescheduling point.
2659                  */
2660                 resched_curr(rq);
2661 #endif /* CONFIG_SMP */
2662         }
2663 }
2664
2665 DEFINE_SCHED_CLASS(dl) = {
2666
2667         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
2668         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
2669         .yield_task             = yield_task_dl,
2670
2671         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
2672
2673         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
2674         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
2675         .set_next_task          = set_next_task_dl,
2676
2677 #ifdef CONFIG_SMP
2678         .balance                = balance_dl,
2679         .pick_task              = pick_task_dl,
2680         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
2681         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_dl,
2682         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
2683         .rq_online              = rq_online_dl,
2684         .rq_offline             = rq_offline_dl,
2685         .task_woken             = task_woken_dl,
2686         .find_lock_rq           = find_lock_later_rq,
2687 #endif
2688
2689         .task_tick              = task_tick_dl,
2690         .task_fork              = task_fork_dl,
2691
2692         .prio_changed           = prio_changed_dl,
2693         .switched_from          = switched_from_dl,
2694         .switched_to            = switched_to_dl,
2695
2696         .update_curr            = update_curr_dl,
2697 };
2698
2699 /* Used for dl_bw check and update, used under sched_rt_handler()::mutex */
2700 static u64 dl_generation;
2701
2702 int sched_dl_global_validate(void)
2703 {
2704         u64 runtime = global_rt_runtime();
2705         u64 period = global_rt_period();
2706         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
2707         u64 gen = ++dl_generation;
2708         struct dl_bw *dl_b;
2709         int cpu, cpus, ret = 0;
2710         unsigned long flags;
2711
2712         /*
2713          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
2714          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
2715          * any of the root_domains.
2716          */
2717         for_each_possible_cpu(cpu) {
2718                 rcu_read_lock_sched();
2719
2720                 if (dl_bw_visited(cpu, gen))
2721                         goto next;
2722
2723                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2724                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2725
2726                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2727                 if (new_bw * cpus < dl_b->total_bw)
2728                         ret = -EBUSY;
2729                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2730
2731 next:
2732                 rcu_read_unlock_sched();
2733
2734                 if (ret)
2735                         break;
2736         }
2737
2738         return ret;
2739 }
2740
2741 static void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq)
2742 {
2743         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF) {
2744                 dl_rq->bw_ratio = 1 << RATIO_SHIFT;
2745                 dl_rq->extra_bw = 1 << BW_SHIFT;
2746         } else {
2747                 dl_rq->bw_ratio = to_ratio(global_rt_runtime(),
2748                           global_rt_period()) >> (BW_SHIFT - RATIO_SHIFT);
2749                 dl_rq->extra_bw = to_ratio(global_rt_period(),
2750                                                     global_rt_runtime());
2751         }
2752 }
2753
2754 void sched_dl_do_global(void)
2755 {
2756         u64 new_bw = -1;
2757         u64 gen = ++dl_generation;
2758         struct dl_bw *dl_b;
2759         int cpu;
2760         unsigned long flags;
2761
2762         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
2763                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
2764
2765         for_each_possible_cpu(cpu) {
2766                 rcu_read_lock_sched();
2767
2768                 if (dl_bw_visited(cpu, gen)) {
2769                         rcu_read_unlock_sched();
2770                         continue;
2771                 }
2772
2773                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2774
2775                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2776                 dl_b->bw = new_bw;
2777                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2778
2779                 rcu_read_unlock_sched();
2780                 init_dl_rq_bw_ratio(&cpu_rq(cpu)->dl);
2781         }
2782 }
2783
2784 /*
2785  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2786  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2787  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2788  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2789  *
2790  * This function is called while holding p's rq->lock.
2791  */
2792 int sched_dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2793                       const struct sched_attr *attr)
2794 {
2795         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2796         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2797         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2798         int cpus, err = -1, cpu = task_cpu(p);
2799         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(cpu);
2800         unsigned long cap;
2801
2802         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2803                 return 0;
2804
2805         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2806         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2807                 return 0;
2808
2809         /*
2810          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2811          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2812          * allocated bandwidth of the container.
2813          */
2814         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2815         cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2816         cap = dl_bw_capacity(cpu);
2817
2818         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2819             !__dl_overflow(dl_b, cap, 0, new_bw)) {
2820                 if (hrtimer_active(&p->dl.inactive_timer))
2821                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2822                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2823                 err = 0;
2824         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2825                    !__dl_overflow(dl_b, cap, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2826                 /*
2827                  * XXX this is slightly incorrect: when the task
2828                  * utilization decreases, we should delay the total
2829                  * utilization change until the task's 0-lag point.
2830                  * But this would require to set the task's "inactive
2831                  * timer" when the task is not inactive.
2832                  */
2833                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2834                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2835                 dl_change_utilization(p, new_bw);
2836                 err = 0;
2837         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2838                 /*
2839                  * Do not decrease the total deadline utilization here,
2840                  * switched_from_dl() will take care to do it at the correct
2841                  * (0-lag) time.
2842                  */
2843                 err = 0;
2844         }
2845         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2846
2847         return err;
2848 }
2849
2850 /*
2851  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
2852  * SCHED_DEADLINE task.
2853  *
2854  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
2855  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
2856  * for the first time with its new policy.
2857  */
2858 void __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2859 {
2860         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2861
2862         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
2863         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
2864         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
2865         dl_se->flags = attr->sched_flags & SCHED_DL_FLAGS;
2866         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
2867         dl_se->dl_density = to_ratio(dl_se->dl_deadline, dl_se->dl_runtime);
2868 }
2869
2870 void __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
2871 {
2872         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2873
2874         attr->sched_priority = p->rt_priority;
2875         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
2876         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
2877         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
2878         attr->sched_flags &= ~SCHED_DL_FLAGS;
2879         attr->sched_flags |= dl_se->flags;
2880 }
2881
2882 /*
2883  * Default limits for DL period; on the top end we guard against small util
2884  * tasks still getting ridiculously long effective runtimes, on the bottom end we
2885  * guard against timer DoS.
2886  */
2887 unsigned int sysctl_sched_dl_period_max = 1 << 22; /* ~4 seconds */
2888 unsigned int sysctl_sched_dl_period_min = 100;     /* 100 us */
2889
2890 /*
2891  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
2892  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
2893  * than the runtime, as well as the period of being zero or
2894  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
2895  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
2896  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
2897  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
2898  * sched_period, as the latter can be zero).
2899  */
2900 bool __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
2901 {
2902         u64 period, max, min;
2903
2904         /* special dl tasks don't actually use any parameter */
2905         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2906                 return true;
2907
2908         /* deadline != 0 */
2909         if (attr->sched_deadline == 0)
2910                 return false;
2911
2912         /*
2913          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
2914          * that big.
2915          */
2916         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
2917                 return false;
2918
2919         /*
2920          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
2921          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
2922          */
2923         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
2924             attr->sched_period & (1ULL << 63))
2925                 return false;
2926
2927         period = attr->sched_period;
2928         if (!period)
2929                 period = attr->sched_deadline;
2930
2931         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
2932         if (period < attr->sched_deadline ||
2933             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
2934                 return false;
2935
2936         max = (u64)READ_ONCE(sysctl_sched_dl_period_max) * NSEC_PER_USEC;
2937         min = (u64)READ_ONCE(sysctl_sched_dl_period_min) * NSEC_PER_USEC;
2938
2939         if (period < min || period > max)
2940                 return false;
2941
2942         return true;
2943 }
2944
2945 /*
2946  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2947  */
2948 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2949 {
2950         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2951
2952         dl_se->dl_runtime               = 0;
2953         dl_se->dl_deadline              = 0;
2954         dl_se->dl_period                = 0;
2955         dl_se->flags                    = 0;
2956         dl_se->dl_bw                    = 0;
2957         dl_se->dl_density               = 0;
2958
2959         dl_se->dl_throttled             = 0;
2960         dl_se->dl_yielded               = 0;
2961         dl_se->dl_non_contending        = 0;
2962         dl_se->dl_overrun               = 0;
2963
2964 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
2965         dl_se->pi_se                    = dl_se;
2966 #endif
2967 }
2968
2969 bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2970 {
2971         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2972
2973         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
2974             dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
2975             dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
2976             dl_se->flags != (attr->sched_flags & SCHED_DL_FLAGS))
2977                 return true;
2978
2979         return false;
2980 }
2981
2982 #ifdef CONFIG_SMP
2983 int dl_cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
2984                                  const struct cpumask *trial)
2985 {
2986         int ret = 1, trial_cpus;
2987         struct dl_bw *cur_dl_b;
2988         unsigned long flags;
2989
2990         rcu_read_lock_sched();
2991         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
2992         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
2993
2994         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
2995         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
2996             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
2997                 ret = 0;
2998         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
2999         rcu_read_unlock_sched();
3000
3001         return ret;
3002 }
3003
3004 int dl_cpu_busy(int cpu, struct task_struct *p)
3005 {
3006         unsigned long flags, cap;
3007         struct dl_bw *dl_b;
3008         bool overflow;
3009
3010         rcu_read_lock_sched();
3011         dl_b = dl_bw_of(cpu);
3012         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
3013         cap = dl_bw_capacity(cpu);
3014         overflow = __dl_overflow(dl_b, cap, 0, p ? p->dl.dl_bw : 0);
3015
3016         if (!overflow && p) {
3017                 /*
3018                  * We reserve space for this task in the destination
3019                  * root_domain, as we can't fail after this point.
3020                  * We will free resources in the source root_domain
3021                  * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
3022                  */
3023                 __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(cpu));
3024         }
3025
3026         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
3027         rcu_read_unlock_sched();
3028
3029         return overflow ? -EBUSY : 0;
3030 }
3031 #endif
3032
3033 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3034 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
3035 {
3036         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
3037 }
3038 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */