Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/klassert/ipsec
[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 /*
1224  * This function implements the GRUB accounting rule:
1225  * according to the GRUB reclaiming algorithm, the runtime is
1226  * not decreased as "dq = -dt", but as
1227  * "dq = -max{u / Umax, (1 - Uinact - Uextra)} dt",
1228  * where u is the utilization of the task, Umax is the maximum reclaimable
1229  * utilization, Uinact is the (per-runqueue) inactive utilization, computed
1230  * as the difference between the "total runqueue utilization" and the
1231  * runqueue active utilization, and Uextra is the (per runqueue) extra
1232  * reclaimable utilization.
1233  * Since rq->dl.running_bw and rq->dl.this_bw contain utilizations
1234  * multiplied by 2^BW_SHIFT, the result has to be shifted right by
1235  * BW_SHIFT.
1236  * Since rq->dl.bw_ratio contains 1 / Umax multiplied by 2^RATIO_SHIFT,
1237  * dl_bw is multiped by rq->dl.bw_ratio and shifted right by RATIO_SHIFT.
1238  * Since delta is a 64 bit variable, to have an overflow its value
1239  * should be larger than 2^(64 - 20 - 8), which is more than 64 seconds.
1240  * So, overflow is not an issue here.
1241  */
1242 static u64 grub_reclaim(u64 delta, struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1243 {
1244         u64 u_inact = rq->dl.this_bw - rq->dl.running_bw; /* Utot - Uact */
1245         u64 u_act;
1246         u64 u_act_min = (dl_se->dl_bw * rq->dl.bw_ratio) >> RATIO_SHIFT;
1247
1248         /*
1249          * Instead of computing max{u * bw_ratio, (1 - u_inact - u_extra)},
1250          * we compare u_inact + rq->dl.extra_bw with
1251          * 1 - (u * rq->dl.bw_ratio >> RATIO_SHIFT), because
1252          * u_inact + rq->dl.extra_bw can be larger than
1253          * 1 * (so, 1 - u_inact - rq->dl.extra_bw would be negative
1254          * leading to wrong results)
1255          */
1256         if (u_inact + rq->dl.extra_bw > BW_UNIT - u_act_min)
1257                 u_act = u_act_min;
1258         else
1259                 u_act = BW_UNIT - u_inact - rq->dl.extra_bw;
1260
1261         return (delta * u_act) >> BW_SHIFT;
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
1266  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
1267  */
1268 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
1269 {
1270         struct task_struct *curr = rq->curr;
1271         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
1272         u64 delta_exec, scaled_delta_exec;
1273         int cpu = cpu_of(rq);
1274         u64 now;
1275
1276         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
1277                 return;
1278
1279         /*
1280          * Consumed budget is computed considering the time as
1281          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
1282          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
1283          * computed using hard walltime. This seems to be the more
1284          * natural solution, but the full ramifications of this
1285          * approach need further study.
1286          */
1287         now = rq_clock_task(rq);
1288         delta_exec = now - curr->se.exec_start;
1289         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
1290                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
1291                         goto throttle;
1292                 return;
1293         }
1294
1295         schedstat_set(curr->stats.exec_max,
1296                       max(curr->stats.exec_max, delta_exec));
1297
1298         trace_sched_stat_runtime(curr, delta_exec, 0);
1299
1300         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
1301         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
1302
1303         curr->se.exec_start = now;
1304         cgroup_account_cputime(curr, delta_exec);
1305
1306         if (dl_entity_is_special(dl_se))
1307                 return;
1308
1309         /*
1310          * For tasks that participate in GRUB, we implement GRUB-PA: the
1311          * spare reclaimed bandwidth is used to clock down frequency.
1312          *
1313          * For the others, we still need to scale reservation parameters
1314          * according to current frequency and CPU maximum capacity.
1315          */
1316         if (unlikely(dl_se->flags & SCHED_FLAG_RECLAIM)) {
1317                 scaled_delta_exec = grub_reclaim(delta_exec,
1318                                                  rq,
1319                                                  &curr->dl);
1320         } else {
1321                 unsigned long scale_freq = arch_scale_freq_capacity(cpu);
1322                 unsigned long scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
1323
1324                 scaled_delta_exec = cap_scale(delta_exec, scale_freq);
1325                 scaled_delta_exec = cap_scale(scaled_delta_exec, scale_cpu);
1326         }
1327
1328         dl_se->runtime -= scaled_delta_exec;
1329
1330 throttle:
1331         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
1332                 dl_se->dl_throttled = 1;
1333
1334                 /* If requested, inform the user about runtime overruns. */
1335                 if (dl_runtime_exceeded(dl_se) &&
1336                     (dl_se->flags & SCHED_FLAG_DL_OVERRUN))
1337                         dl_se->dl_overrun = 1;
1338
1339                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
1340                 if (unlikely(is_dl_boosted(dl_se) || !start_dl_timer(curr)))
1341                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
1342
1343                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
1344                         resched_curr(rq);
1345         }
1346
1347         /*
1348          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
1349          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
1350          * would be able to exceed the shared quota.
1351          *
1352          * Account to the root rt group for now.
1353          *
1354          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
1355          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
1356          * out before that can happen.
1357          */
1358         if (rt_bandwidth_enabled()) {
1359                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
1360
1361                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1362                 /*
1363                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
1364                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
1365                  * bandwidth is relevant.
1366                  */
1367                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
1368                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
1369                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1370         }
1371 }
1372
1373 static enum hrtimer_restart inactive_task_timer(struct hrtimer *timer)
1374 {
1375         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1376                                                      struct sched_dl_entity,
1377                                                      inactive_timer);
1378         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1379         struct rq_flags rf;
1380         struct rq *rq;
1381
1382         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1383
1384         sched_clock_tick();
1385         update_rq_clock(rq);
1386
1387         if (!dl_task(p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_DEAD) {
1388                 struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1389
1390                 if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_DEAD && dl_se->dl_non_contending) {
1391                         sub_running_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1392                         sub_rq_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1393                         dl_se->dl_non_contending = 0;
1394                 }
1395
1396                 raw_spin_lock(&dl_b->lock);
1397                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
1398                 raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
1399                 __dl_clear_params(p);
1400
1401                 goto unlock;
1402         }
1403         if (dl_se->dl_non_contending == 0)
1404                 goto unlock;
1405
1406         sub_running_bw(dl_se, &rq->dl);
1407         dl_se->dl_non_contending = 0;
1408 unlock:
1409         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1410         put_task_struct(p);
1411
1412         return HRTIMER_NORESTART;
1413 }
1414
1415 void init_dl_inactive_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1416 {
1417         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
1418
1419         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
1420         timer->function = inactive_task_timer;
1421 }
1422
1423 #define __node_2_dle(node) \
1424         rb_entry((node), struct sched_dl_entity, rb_node)
1425
1426 #ifdef CONFIG_SMP
1427
1428 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1429 {
1430         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1431
1432         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
1433             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
1434                 if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0)
1435                         cpupri_set(&rq->rd->cpupri, rq->cpu, CPUPRI_HIGHER);
1436                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
1437                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline);
1438         }
1439 }
1440
1441 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1442 {
1443         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1444
1445         /*
1446          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
1447          * task we must recompute them.
1448          */
1449         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
1450                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
1451                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
1452                 cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1453                 cpupri_set(&rq->rd->cpupri, rq->cpu, rq->rt.highest_prio.curr);
1454         } else {
1455                 struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&dl_rq->root);
1456                 struct sched_dl_entity *entry = __node_2_dle(leftmost);
1457
1458                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
1459                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline);
1460         }
1461 }
1462
1463 #else
1464
1465 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1466 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1467
1468 #endif /* CONFIG_SMP */
1469
1470 static inline
1471 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1472 {
1473         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1474         u64 deadline = dl_se->deadline;
1475
1476         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1477         dl_rq->dl_nr_running++;
1478         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1479
1480         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
1481         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1482 }
1483
1484 static inline
1485 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1486 {
1487         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1488
1489         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1490         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
1491         dl_rq->dl_nr_running--;
1492         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1493
1494         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
1495         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1496 }
1497
1498 static inline bool __dl_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
1499 {
1500         return dl_time_before(__node_2_dle(a)->deadline, __node_2_dle(b)->deadline);
1501 }
1502
1503 static inline struct sched_statistics *
1504 __schedstats_from_dl_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
1505 {
1506         return &dl_task_of(dl_se)->stats;
1507 }
1508
1509 static inline void
1510 update_stats_wait_start_dl(struct dl_rq *dl_rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1511 {
1512         struct sched_statistics *stats;
1513
1514         if (!schedstat_enabled())
1515                 return;
1516
1517         stats = __schedstats_from_dl_se(dl_se);
1518         __update_stats_wait_start(rq_of_dl_rq(dl_rq), dl_task_of(dl_se), stats);
1519 }
1520
1521 static inline void
1522 update_stats_wait_end_dl(struct dl_rq *dl_rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1523 {
1524         struct sched_statistics *stats;
1525
1526         if (!schedstat_enabled())
1527                 return;
1528
1529         stats = __schedstats_from_dl_se(dl_se);
1530         __update_stats_wait_end(rq_of_dl_rq(dl_rq), dl_task_of(dl_se), stats);
1531 }
1532
1533 static inline void
1534 update_stats_enqueue_sleeper_dl(struct dl_rq *dl_rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1535 {
1536         struct sched_statistics *stats;
1537
1538         if (!schedstat_enabled())
1539                 return;
1540
1541         stats = __schedstats_from_dl_se(dl_se);
1542         __update_stats_enqueue_sleeper(rq_of_dl_rq(dl_rq), dl_task_of(dl_se), stats);
1543 }
1544
1545 static inline void
1546 update_stats_enqueue_dl(struct dl_rq *dl_rq, struct sched_dl_entity *dl_se,
1547                         int flags)
1548 {
1549         if (!schedstat_enabled())
1550                 return;
1551
1552         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1553                 update_stats_enqueue_sleeper_dl(dl_rq, dl_se);
1554 }
1555
1556 static inline void
1557 update_stats_dequeue_dl(struct dl_rq *dl_rq, struct sched_dl_entity *dl_se,
1558                         int flags)
1559 {
1560         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1561
1562         if (!schedstat_enabled())
1563                 return;
1564
1565         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP)) {
1566                 unsigned int state;
1567
1568                 state = READ_ONCE(p->__state);
1569                 if (state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1570                         __schedstat_set(p->stats.sleep_start,
1571                                         rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq)));
1572
1573                 if (state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1574                         __schedstat_set(p->stats.block_start,
1575                                         rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq)));
1576         }
1577 }
1578
1579 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1580 {
1581         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1582
1583         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
1584
1585         rb_add_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root, __dl_less);
1586
1587         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1588 }
1589
1590 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1591 {
1592         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1593
1594         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
1595                 return;
1596
1597         rb_erase_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root);
1598
1599         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
1600
1601         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1602 }
1603
1604 static void
1605 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
1606 {
1607         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
1608
1609         update_stats_enqueue_dl(dl_rq_of_se(dl_se), dl_se, flags);
1610
1611         /*
1612          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
1613          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
1614          * we want a replenishment of its runtime.
1615          */
1616         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1617                 task_contending(dl_se, flags);
1618                 update_dl_entity(dl_se);
1619         } else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH) {
1620                 replenish_dl_entity(dl_se);
1621         } else if ((flags & ENQUEUE_RESTORE) &&
1622                   dl_time_before(dl_se->deadline,
1623                                  rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se))))) {
1624                 setup_new_dl_entity(dl_se);
1625         }
1626
1627         __enqueue_dl_entity(dl_se);
1628 }
1629
1630 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1631 {
1632         __dequeue_dl_entity(dl_se);
1633 }
1634
1635 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1636 {
1637         if (is_dl_boosted(&p->dl)) {
1638                 /*
1639                  * Because of delays in the detection of the overrun of a
1640                  * thread's runtime, it might be the case that a thread
1641                  * goes to sleep in a rt mutex with negative runtime. As
1642                  * a consequence, the thread will be throttled.
1643                  *
1644                  * While waiting for the mutex, this thread can also be
1645                  * boosted via PI, resulting in a thread that is throttled
1646                  * and boosted at the same time.
1647                  *
1648                  * In this case, the boost overrides the throttle.
1649                  */
1650                 if (p->dl.dl_throttled) {
1651                         /*
1652                          * The replenish timer needs to be canceled. No
1653                          * problem if it fires concurrently: boosted threads
1654                          * are ignored in dl_task_timer().
1655                          */
1656                         hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.dl_timer);
1657                         p->dl.dl_throttled = 0;
1658                 }
1659         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
1660                 /*
1661                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task that is going
1662                  * to be deboosted, but exceeds its runtime while doing so. No point in
1663                  * replenishing it, as it's going to return back to its original
1664                  * scheduling class after this. If it has been throttled, we need to
1665                  * clear the flag, otherwise the task may wake up as throttled after
1666                  * being boosted again with no means to replenish the runtime and clear
1667                  * the throttle.
1668                  */
1669                 p->dl.dl_throttled = 0;
1670                 BUG_ON(!is_dl_boosted(&p->dl) || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
1671                 return;
1672         }
1673
1674         /*
1675          * Check if a constrained deadline task was activated
1676          * after the deadline but before the next period.
1677          * If that is the case, the task will be throttled and
1678          * the replenishment timer will be set to the next period.
1679          */
1680         if (!p->dl.dl_throttled && !dl_is_implicit(&p->dl))
1681                 dl_check_constrained_dl(&p->dl);
1682
1683         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & ENQUEUE_RESTORE) {
1684                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1685                 add_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1686         }
1687
1688         /*
1689          * If p is throttled, we do not enqueue it. In fact, if it exhausted
1690          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
1691          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
1692          * run yet) will take care of this.
1693          * However, the active utilization does not depend on the fact
1694          * that the task is on the runqueue or not (but depends on the
1695          * task's state - in GRUB parlance, "inactive" vs "active contending").
1696          * In other words, even if a task is throttled its utilization must
1697          * be counted in the active utilization; hence, we need to call
1698          * add_running_bw().
1699          */
1700         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH)) {
1701                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1702                         task_contending(&p->dl, flags);
1703
1704                 return;
1705         }
1706
1707         check_schedstat_required();
1708         update_stats_wait_start_dl(dl_rq_of_se(&p->dl), &p->dl);
1709
1710         enqueue_dl_entity(&p->dl, flags);
1711
1712         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1713                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1714 }
1715
1716 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1717 {
1718         update_stats_dequeue_dl(&rq->dl, &p->dl, flags);
1719         dequeue_dl_entity(&p->dl);
1720         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1721 }
1722
1723 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1724 {
1725         update_curr_dl(rq);
1726         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
1727
1728         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & DEQUEUE_SAVE) {
1729                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1730                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1731         }
1732
1733         /*
1734          * This check allows to start the inactive timer (or to immediately
1735          * decrease the active utilization, if needed) in two cases:
1736          * when the task blocks and when it is terminating
1737          * (p->state == TASK_DEAD). We can handle the two cases in the same
1738          * way, because from GRUB's point of view the same thing is happening
1739          * (the task moves from "active contending" to "active non contending"
1740          * or "inactive")
1741          */
1742         if (flags & DEQUEUE_SLEEP)
1743                 task_non_contending(p);
1744 }
1745
1746 /*
1747  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
1748  *
1749  *   get off from the CPU until our next instance, with
1750  *   a new runtime. This is of little use now, since we
1751  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
1752  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
1753  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
1754  *   is available for other task instances to use it.
1755  */
1756 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
1757 {
1758         /*
1759          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1760          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1761          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1762          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1763          */
1764         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1765
1766         update_rq_clock(rq);
1767         update_curr_dl(rq);
1768         /*
1769          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1770          * so we don't do microscopic update in schedule()
1771          * and double the fastpath cost.
1772          */
1773         rq_clock_skip_update(rq);
1774 }
1775
1776 #ifdef CONFIG_SMP
1777
1778 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1779
1780 static int
1781 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int flags)
1782 {
1783         struct task_struct *curr;
1784         bool select_rq;
1785         struct rq *rq;
1786
1787         if (!(flags & WF_TTWU))
1788                 goto out;
1789
1790         rq = cpu_rq(cpu);
1791
1792         rcu_read_lock();
1793         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1794
1795         /*
1796          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1797          * decide where to wake it up.
1798          * If it has a later deadline and the current task
1799          * on this rq can't move (provided the waking task
1800          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1801          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1802          * try to make it stay here, it might be important.
1803          */
1804         select_rq = unlikely(dl_task(curr)) &&
1805                     (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1806                      !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1807                     p->nr_cpus_allowed > 1;
1808
1809         /*
1810          * Take the capacity of the CPU into account to
1811          * ensure it fits the requirement of the task.
1812          */
1813         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
1814                 select_rq |= !dl_task_fits_capacity(p, cpu);
1815
1816         if (select_rq) {
1817                 int target = find_later_rq(p);
1818
1819                 if (target != -1 &&
1820                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1821                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1822                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1823                         cpu = target;
1824         }
1825         rcu_read_unlock();
1826
1827 out:
1828         return cpu;
1829 }
1830
1831 static void migrate_task_rq_dl(struct task_struct *p, int new_cpu __maybe_unused)
1832 {
1833         struct rq_flags rf;
1834         struct rq *rq;
1835
1836         if (READ_ONCE(p->__state) != TASK_WAKING)
1837                 return;
1838
1839         rq = task_rq(p);
1840         /*
1841          * Since p->state == TASK_WAKING, set_task_cpu() has been called
1842          * from try_to_wake_up(). Hence, p->pi_lock is locked, but
1843          * rq->lock is not... So, lock it
1844          */
1845         rq_lock(rq, &rf);
1846         if (p->dl.dl_non_contending) {
1847                 update_rq_clock(rq);
1848                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1849                 p->dl.dl_non_contending = 0;
1850                 /*
1851                  * If the timer handler is currently running and the
1852                  * timer cannot be canceled, inactive_task_timer()
1853                  * will see that dl_not_contending is not set, and
1854                  * will not touch the rq's active utilization,
1855                  * so we are still safe.
1856                  */
1857                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
1858                         put_task_struct(p);
1859         }
1860         sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1861         rq_unlock(rq, &rf);
1862 }
1863
1864 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1865 {
1866         /*
1867          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1868          * let's hope p can move out.
1869          */
1870         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1871             !cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL))
1872                 return;
1873
1874         /*
1875          * p is migratable, so let's not schedule it and
1876          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1877          */
1878         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1879             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL))
1880                 return;
1881
1882         resched_curr(rq);
1883 }
1884
1885 static int balance_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1886 {
1887         if (!on_dl_rq(&p->dl) && need_pull_dl_task(rq, p)) {
1888                 /*
1889                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1890                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1891                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
1892                  * not yet started the picking loop.
1893                  */
1894                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1895                 pull_dl_task(rq);
1896                 rq_repin_lock(rq, rf);
1897         }
1898
1899         return sched_stop_runnable(rq) || sched_dl_runnable(rq);
1900 }
1901 #endif /* CONFIG_SMP */
1902
1903 /*
1904  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1905  * tasks.
1906  */
1907 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1908                                   int flags)
1909 {
1910         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1911                 resched_curr(rq);
1912                 return;
1913         }
1914
1915 #ifdef CONFIG_SMP
1916         /*
1917          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1918          * let us try to decide what's the best thing to do...
1919          */
1920         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1921             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1922                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1923 #endif /* CONFIG_SMP */
1924 }
1925
1926 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1927 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1928 {
1929         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1930 }
1931 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1932 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1933 {
1934 }
1935 #endif
1936
1937 static void set_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
1938 {
1939         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
1940         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
1941
1942         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1943         if (on_dl_rq(&p->dl))
1944                 update_stats_wait_end_dl(dl_rq, dl_se);
1945
1946         /* You can't push away the running task */
1947         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1948
1949         if (!first)
1950                 return;
1951
1952         if (hrtick_enabled_dl(rq))
1953                 start_hrtick_dl(rq, p);
1954
1955         if (rq->curr->sched_class != &dl_sched_class)
1956                 update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 0);
1957
1958         deadline_queue_push_tasks(rq);
1959 }
1960
1961 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct dl_rq *dl_rq)
1962 {
1963         struct rb_node *left = rb_first_cached(&dl_rq->root);
1964
1965         if (!left)
1966                 return NULL;
1967
1968         return __node_2_dle(left);
1969 }
1970
1971 static struct task_struct *pick_task_dl(struct rq *rq)
1972 {
1973         struct sched_dl_entity *dl_se;
1974         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
1975         struct task_struct *p;
1976
1977         if (!sched_dl_runnable(rq))
1978                 return NULL;
1979
1980         dl_se = pick_next_dl_entity(dl_rq);
1981         BUG_ON(!dl_se);
1982         p = dl_task_of(dl_se);
1983
1984         return p;
1985 }
1986
1987 static struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq)
1988 {
1989         struct task_struct *p;
1990
1991         p = pick_task_dl(rq);
1992         if (p)
1993                 set_next_task_dl(rq, p, true);
1994
1995         return p;
1996 }
1997
1998 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1999 {
2000         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2001         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
2002
2003         if (on_dl_rq(&p->dl))
2004                 update_stats_wait_start_dl(dl_rq, dl_se);
2005
2006         update_curr_dl(rq);
2007
2008         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
2009         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
2010                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
2011 }
2012
2013 /*
2014  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
2015  *
2016  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
2017  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
2018  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
2019  * parameters.
2020  */
2021 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
2022 {
2023         update_curr_dl(rq);
2024
2025         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
2026         /*
2027          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
2028          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
2029          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
2030          */
2031         if (hrtick_enabled_dl(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
2032             is_leftmost(p, &rq->dl))
2033                 start_hrtick_dl(rq, p);
2034 }
2035
2036 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
2037 {
2038         /*
2039          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
2040          * sched_fork()
2041          */
2042 }
2043
2044 #ifdef CONFIG_SMP
2045
2046 /* Only try algorithms three times */
2047 #define DL_MAX_TRIES 3
2048
2049 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
2050 {
2051         if (!task_running(rq, p) &&
2052             cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_mask))
2053                 return 1;
2054         return 0;
2055 }
2056
2057 /*
2058  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
2059  * on the CPU, NULL otherwise:
2060  */
2061 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
2062 {
2063         struct task_struct *p = NULL;
2064         struct rb_node *next_node;
2065
2066         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
2067                 return NULL;
2068
2069         next_node = rb_first_cached(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root);
2070
2071 next_node:
2072         if (next_node) {
2073                 p = __node_2_pdl(next_node);
2074
2075                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
2076                         return p;
2077
2078                 next_node = rb_next(next_node);
2079                 goto next_node;
2080         }
2081
2082         return NULL;
2083 }
2084
2085 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
2086
2087 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
2088 {
2089         struct sched_domain *sd;
2090         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
2091         int this_cpu = smp_processor_id();
2092         int cpu = task_cpu(task);
2093
2094         /* Make sure the mask is initialized first */
2095         if (unlikely(!later_mask))
2096                 return -1;
2097
2098         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
2099                 return -1;
2100
2101         /*
2102          * We have to consider system topology and task affinity
2103          * first, then we can look for a suitable CPU.
2104          */
2105         if (!cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl, task, later_mask))
2106                 return -1;
2107
2108         /*
2109          * If we are here, some targets have been found, including
2110          * the most suitable which is, among the runqueues where the
2111          * current tasks have later deadlines than the task's one, the
2112          * rq with the latest possible one.
2113          *
2114          * Now we check how well this matches with task's
2115          * affinity and system topology.
2116          *
2117          * The last CPU where the task run is our first
2118          * guess, since it is most likely cache-hot there.
2119          */
2120         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
2121                 return cpu;
2122         /*
2123          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
2124          * not in the mask) or not.
2125          */
2126         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
2127                 this_cpu = -1;
2128
2129         rcu_read_lock();
2130         for_each_domain(cpu, sd) {
2131                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
2132                         int best_cpu;
2133
2134                         /*
2135                          * If possible, preempting this_cpu is
2136                          * cheaper than migrating.
2137                          */
2138                         if (this_cpu != -1 &&
2139                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
2140                                 rcu_read_unlock();
2141                                 return this_cpu;
2142                         }
2143
2144                         best_cpu = cpumask_any_and_distribute(later_mask,
2145                                                               sched_domain_span(sd));
2146                         /*
2147                          * Last chance: if a CPU being in both later_mask
2148                          * and current sd span is valid, that becomes our
2149                          * choice. Of course, the latest possible CPU is
2150                          * already under consideration through later_mask.
2151                          */
2152                         if (best_cpu < nr_cpu_ids) {
2153                                 rcu_read_unlock();
2154                                 return best_cpu;
2155                         }
2156                 }
2157         }
2158         rcu_read_unlock();
2159
2160         /*
2161          * At this point, all our guesses failed, we just return
2162          * 'something', and let the caller sort the things out.
2163          */
2164         if (this_cpu != -1)
2165                 return this_cpu;
2166
2167         cpu = cpumask_any_distribute(later_mask);
2168         if (cpu < nr_cpu_ids)
2169                 return cpu;
2170
2171         return -1;
2172 }
2173
2174 /* Locks the rq it finds */
2175 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
2176 {
2177         struct rq *later_rq = NULL;
2178         int tries;
2179         int cpu;
2180
2181         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
2182                 cpu = find_later_rq(task);
2183
2184                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
2185                         break;
2186
2187                 later_rq = cpu_rq(cpu);
2188
2189                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
2190                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
2191                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
2192                         /*
2193                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
2194                          * retrying does not release any lock and is unlikely
2195                          * to yield a different result.
2196                          */
2197                         later_rq = NULL;
2198                         break;
2199                 }
2200
2201                 /* Retry if something changed. */
2202                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
2203                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
2204                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu, &task->cpus_mask) ||
2205                                      task_running(rq, task) ||
2206                                      !dl_task(task) ||
2207                                      !task_on_rq_queued(task))) {
2208                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2209                                 later_rq = NULL;
2210                                 break;
2211                         }
2212                 }
2213
2214                 /*
2215                  * If the rq we found has no -deadline task, or
2216                  * its earliest one has a later deadline than our
2217                  * task, the rq is a good one.
2218                  */
2219                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
2220                     dl_time_before(task->dl.deadline,
2221                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
2222                         break;
2223
2224                 /* Otherwise we try again. */
2225                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2226                 later_rq = NULL;
2227         }
2228
2229         return later_rq;
2230 }
2231
2232 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
2233 {
2234         struct task_struct *p;
2235
2236         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
2237                 return NULL;
2238
2239         p = __node_2_pdl(rb_first_cached(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root));
2240
2241         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
2242         BUG_ON(task_current(rq, p));
2243         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
2244
2245         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
2246         BUG_ON(!dl_task(p));
2247
2248         return p;
2249 }
2250
2251 /*
2252  * See if the non running -deadline tasks on this rq
2253  * can be sent to some other CPU where they can preempt
2254  * and start executing.
2255  */
2256 static int push_dl_task(struct rq *rq)
2257 {
2258         struct task_struct *next_task;
2259         struct rq *later_rq;
2260         int ret = 0;
2261
2262         if (!rq->dl.overloaded)
2263                 return 0;
2264
2265         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2266         if (!next_task)
2267                 return 0;
2268
2269 retry:
2270         /*
2271          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
2272          * can move away, it makes sense to just reschedule
2273          * without going further in pushing next_task.
2274          */
2275         if (dl_task(rq->curr) &&
2276             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
2277             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
2278                 resched_curr(rq);
2279                 return 0;
2280         }
2281
2282         if (is_migration_disabled(next_task))
2283                 return 0;
2284
2285         if (WARN_ON(next_task == rq->curr))
2286                 return 0;
2287
2288         /* We might release rq lock */
2289         get_task_struct(next_task);
2290
2291         /* Will lock the rq it'll find */
2292         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
2293         if (!later_rq) {
2294                 struct task_struct *task;
2295
2296                 /*
2297                  * We must check all this again, since
2298                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
2299                  * then possible that next_task has migrated.
2300                  */
2301                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2302                 if (task == next_task) {
2303                         /*
2304                          * The task is still there. We don't try
2305                          * again, some other CPU will pull it when ready.
2306                          */
2307                         goto out;
2308                 }
2309
2310                 if (!task)
2311                         /* No more tasks */
2312                         goto out;
2313
2314                 put_task_struct(next_task);
2315                 next_task = task;
2316                 goto retry;
2317         }
2318
2319         deactivate_task(rq, next_task, 0);
2320         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
2321         activate_task(later_rq, next_task, 0);
2322         ret = 1;
2323
2324         resched_curr(later_rq);
2325
2326         double_unlock_balance(rq, later_rq);
2327
2328 out:
2329         put_task_struct(next_task);
2330
2331         return ret;
2332 }
2333
2334 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
2335 {
2336         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
2337         while (push_dl_task(rq))
2338                 ;
2339 }
2340
2341 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
2342 {
2343         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
2344         struct task_struct *p, *push_task;
2345         bool resched = false;
2346         struct rq *src_rq;
2347         u64 dmin = LONG_MAX;
2348
2349         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
2350                 return;
2351
2352         /*
2353          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
2354          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
2355          */
2356         smp_rmb();
2357
2358         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
2359                 if (this_cpu == cpu)
2360                         continue;
2361
2362                 src_rq = cpu_rq(cpu);
2363
2364                 /*
2365                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
2366                  * we are fine with this.
2367                  */
2368                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
2369                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
2370                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
2371                         continue;
2372
2373                 /* Might drop this_rq->lock */
2374                 push_task = NULL;
2375                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
2376
2377                 /*
2378                  * If there are no more pullable tasks on the
2379                  * rq, we're done with it.
2380                  */
2381                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
2382                         goto skip;
2383
2384                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
2385
2386                 /*
2387                  * We found a task to be pulled if:
2388                  *  - it preempts our current (if there's one),
2389                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
2390                  */
2391                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
2392                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
2393                      dl_time_before(p->dl.deadline,
2394                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
2395                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
2396                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
2397
2398                         /*
2399                          * Then we pull iff p has actually an earlier
2400                          * deadline than the current task of its runqueue.
2401                          */
2402                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
2403                                            src_rq->curr->dl.deadline))
2404                                 goto skip;
2405
2406                         if (is_migration_disabled(p)) {
2407                                 push_task = get_push_task(src_rq);
2408                         } else {
2409                                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
2410                                 set_task_cpu(p, this_cpu);
2411                                 activate_task(this_rq, p, 0);
2412                                 dmin = p->dl.deadline;
2413                                 resched = true;
2414                         }
2415
2416                         /* Is there any other task even earlier? */
2417                 }
2418 skip:
2419                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
2420
2421                 if (push_task) {
2422                         raw_spin_rq_unlock(this_rq);
2423                         stop_one_cpu_nowait(src_rq->cpu, push_cpu_stop,
2424                                             push_task, &src_rq->push_work);
2425                         raw_spin_rq_lock(this_rq);
2426                 }
2427         }
2428
2429         if (resched)
2430                 resched_curr(this_rq);
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
2435  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
2436  */
2437 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2438 {
2439         if (!task_running(rq, p) &&
2440             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
2441             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
2442             dl_task(rq->curr) &&
2443             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
2444              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
2445                 push_dl_tasks(rq);
2446         }
2447 }
2448
2449 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
2450                                 const struct cpumask *new_mask,
2451                                 u32 flags)
2452 {
2453         struct root_domain *src_rd;
2454         struct rq *rq;
2455
2456         BUG_ON(!dl_task(p));
2457
2458         rq = task_rq(p);
2459         src_rd = rq->rd;
2460         /*
2461          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
2462          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
2463          * update. We already made space for us in the destination
2464          * domain (see cpuset_can_attach()).
2465          */
2466         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
2467                 struct dl_bw *src_dl_b;
2468
2469                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
2470                 /*
2471                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
2472                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
2473                  * until we complete the update.
2474                  */
2475                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
2476                 __dl_sub(src_dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
2477                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
2478         }
2479
2480         set_cpus_allowed_common(p, new_mask, flags);
2481 }
2482
2483 /* Assumes rq->lock is held */
2484 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
2485 {
2486         if (rq->dl.overloaded)
2487                 dl_set_overload(rq);
2488
2489         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2490         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
2491                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr);
2492 }
2493
2494 /* Assumes rq->lock is held */
2495 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
2496 {
2497         if (rq->dl.overloaded)
2498                 dl_clear_overload(rq);
2499
2500         cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2501         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2502 }
2503
2504 void __init init_sched_dl_class(void)
2505 {
2506         unsigned int i;
2507
2508         for_each_possible_cpu(i)
2509                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
2510                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
2511 }
2512
2513 void dl_add_task_root_domain(struct task_struct *p)
2514 {
2515         struct rq_flags rf;
2516         struct rq *rq;
2517         struct dl_bw *dl_b;
2518
2519         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2520         if (!dl_task(p)) {
2521                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
2522                 return;
2523         }
2524
2525         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2526
2527         dl_b = &rq->rd->dl_bw;
2528         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2529
2530         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(rq->rd->span));
2531
2532         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2533
2534         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2535 }
2536
2537 void dl_clear_root_domain(struct root_domain *rd)
2538 {
2539         unsigned long flags;
2540
2541         raw_spin_lock_irqsave(&rd->dl_bw.lock, flags);
2542         rd->dl_bw.total_bw = 0;
2543         raw_spin_unlock_irqrestore(&rd->dl_bw.lock, flags);
2544 }
2545
2546 #endif /* CONFIG_SMP */
2547
2548 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2549 {
2550         /*
2551          * task_non_contending() can start the "inactive timer" (if the 0-lag
2552          * time is in the future). If the task switches back to dl before
2553          * the "inactive timer" fires, it can continue to consume its current
2554          * runtime using its current deadline. If it stays outside of
2555          * SCHED_DEADLINE until the 0-lag time passes, inactive_task_timer()
2556          * will reset the task parameters.
2557          */
2558         if (task_on_rq_queued(p) && p->dl.dl_runtime)
2559                 task_non_contending(p);
2560
2561         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2562                 /*
2563                  * Inactive timer is armed. However, p is leaving DEADLINE and
2564                  * might migrate away from this rq while continuing to run on
2565                  * some other class. We need to remove its contribution from
2566                  * this rq running_bw now, or sub_rq_bw (below) will complain.
2567                  */
2568                 if (p->dl.dl_non_contending)
2569                         sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
2570                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2571         }
2572
2573         /*
2574          * We cannot use inactive_task_timer() to invoke sub_running_bw()
2575          * at the 0-lag time, because the task could have been migrated
2576          * while SCHED_OTHER in the meanwhile.
2577          */
2578         if (p->dl.dl_non_contending)
2579                 p->dl.dl_non_contending = 0;
2580
2581         /*
2582          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
2583          * this is the right place to try to pull some other one
2584          * from an overloaded CPU, if any.
2585          */
2586         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
2587                 return;
2588
2589         deadline_queue_pull_task(rq);
2590 }
2591
2592 /*
2593  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
2594  * we try to push someone off, if possible.
2595  */
2596 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2597 {
2598         if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
2599                 put_task_struct(p);
2600
2601         /* If p is not queued we will update its parameters at next wakeup. */
2602         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2603                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2604
2605                 return;
2606         }
2607
2608         if (rq->curr != p) {
2609 #ifdef CONFIG_SMP
2610                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
2611                         deadline_queue_push_tasks(rq);
2612 #endif
2613                 if (dl_task(rq->curr))
2614                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
2615                 else
2616                         resched_curr(rq);
2617         } else {
2618                 update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 0);
2619         }
2620 }
2621
2622 /*
2623  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
2624  * a push or pull operation might be needed.
2625  */
2626 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2627                             int oldprio)
2628 {
2629         if (task_on_rq_queued(p) || task_current(rq, p)) {
2630 #ifdef CONFIG_SMP
2631                 /*
2632                  * This might be too much, but unfortunately
2633                  * we don't have the old deadline value, and
2634                  * we can't argue if the task is increasing
2635                  * or lowering its prio, so...
2636                  */
2637                 if (!rq->dl.overloaded)
2638                         deadline_queue_pull_task(rq);
2639
2640                 /*
2641                  * If we now have a earlier deadline task than p,
2642                  * then reschedule, provided p is still on this
2643                  * runqueue.
2644                  */
2645                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
2646                         resched_curr(rq);
2647 #else
2648                 /*
2649                  * Again, we don't know if p has a earlier
2650                  * or later deadline, so let's blindly set a
2651                  * (maybe not needed) rescheduling point.
2652                  */
2653                 resched_curr(rq);
2654 #endif /* CONFIG_SMP */
2655         }
2656 }
2657
2658 DEFINE_SCHED_CLASS(dl) = {
2659
2660         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
2661         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
2662         .yield_task             = yield_task_dl,
2663
2664         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
2665
2666         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
2667         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
2668         .set_next_task          = set_next_task_dl,
2669
2670 #ifdef CONFIG_SMP
2671         .balance                = balance_dl,
2672         .pick_task              = pick_task_dl,
2673         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
2674         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_dl,
2675         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
2676         .rq_online              = rq_online_dl,
2677         .rq_offline             = rq_offline_dl,
2678         .task_woken             = task_woken_dl,
2679         .find_lock_rq           = find_lock_later_rq,
2680 #endif
2681
2682         .task_tick              = task_tick_dl,
2683         .task_fork              = task_fork_dl,
2684
2685         .prio_changed           = prio_changed_dl,
2686         .switched_from          = switched_from_dl,
2687         .switched_to            = switched_to_dl,
2688
2689         .update_curr            = update_curr_dl,
2690 };
2691
2692 /* Used for dl_bw check and update, used under sched_rt_handler()::mutex */
2693 static u64 dl_generation;
2694
2695 int sched_dl_global_validate(void)
2696 {
2697         u64 runtime = global_rt_runtime();
2698         u64 period = global_rt_period();
2699         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
2700         u64 gen = ++dl_generation;
2701         struct dl_bw *dl_b;
2702         int cpu, cpus, ret = 0;
2703         unsigned long flags;
2704
2705         /*
2706          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
2707          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
2708          * any of the root_domains.
2709          */
2710         for_each_possible_cpu(cpu) {
2711                 rcu_read_lock_sched();
2712
2713                 if (dl_bw_visited(cpu, gen))
2714                         goto next;
2715
2716                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2717                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2718
2719                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2720                 if (new_bw * cpus < dl_b->total_bw)
2721                         ret = -EBUSY;
2722                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2723
2724 next:
2725                 rcu_read_unlock_sched();
2726
2727                 if (ret)
2728                         break;
2729         }
2730
2731         return ret;
2732 }
2733
2734 static void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq)
2735 {
2736         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF) {
2737                 dl_rq->bw_ratio = 1 << RATIO_SHIFT;
2738                 dl_rq->extra_bw = 1 << BW_SHIFT;
2739         } else {
2740                 dl_rq->bw_ratio = to_ratio(global_rt_runtime(),
2741                           global_rt_period()) >> (BW_SHIFT - RATIO_SHIFT);
2742                 dl_rq->extra_bw = to_ratio(global_rt_period(),
2743                                                     global_rt_runtime());
2744         }
2745 }
2746
2747 void sched_dl_do_global(void)
2748 {
2749         u64 new_bw = -1;
2750         u64 gen = ++dl_generation;
2751         struct dl_bw *dl_b;
2752         int cpu;
2753         unsigned long flags;
2754
2755         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
2756                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
2757
2758         for_each_possible_cpu(cpu) {
2759                 rcu_read_lock_sched();
2760
2761                 if (dl_bw_visited(cpu, gen)) {
2762                         rcu_read_unlock_sched();
2763                         continue;
2764                 }
2765
2766                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2767
2768                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2769                 dl_b->bw = new_bw;
2770                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2771
2772                 rcu_read_unlock_sched();
2773                 init_dl_rq_bw_ratio(&cpu_rq(cpu)->dl);
2774         }
2775 }
2776
2777 /*
2778  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2779  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2780  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2781  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2782  *
2783  * This function is called while holding p's rq->lock.
2784  */
2785 int sched_dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2786                       const struct sched_attr *attr)
2787 {
2788         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2789         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2790         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2791         int cpus, err = -1, cpu = task_cpu(p);
2792         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(cpu);
2793         unsigned long cap;
2794
2795         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2796                 return 0;
2797
2798         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2799         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2800                 return 0;
2801
2802         /*
2803          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2804          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2805          * allocated bandwidth of the container.
2806          */
2807         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2808         cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2809         cap = dl_bw_capacity(cpu);
2810
2811         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2812             !__dl_overflow(dl_b, cap, 0, new_bw)) {
2813                 if (hrtimer_active(&p->dl.inactive_timer))
2814                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2815                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2816                 err = 0;
2817         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2818                    !__dl_overflow(dl_b, cap, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2819                 /*
2820                  * XXX this is slightly incorrect: when the task
2821                  * utilization decreases, we should delay the total
2822                  * utilization change until the task's 0-lag point.
2823                  * But this would require to set the task's "inactive
2824                  * timer" when the task is not inactive.
2825                  */
2826                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2827                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2828                 dl_change_utilization(p, new_bw);
2829                 err = 0;
2830         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2831                 /*
2832                  * Do not decrease the total deadline utilization here,
2833                  * switched_from_dl() will take care to do it at the correct
2834                  * (0-lag) time.
2835                  */
2836                 err = 0;
2837         }
2838         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2839
2840         return err;
2841 }
2842
2843 /*
2844  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
2845  * SCHED_DEADLINE task.
2846  *
2847  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
2848  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
2849  * for the first time with its new policy.
2850  */
2851 void __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2852 {
2853         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2854
2855         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
2856         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
2857         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
2858         dl_se->flags = attr->sched_flags & SCHED_DL_FLAGS;
2859         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
2860         dl_se->dl_density = to_ratio(dl_se->dl_deadline, dl_se->dl_runtime);
2861 }
2862
2863 void __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
2864 {
2865         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2866
2867         attr->sched_priority = p->rt_priority;
2868         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
2869         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
2870         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
2871         attr->sched_flags &= ~SCHED_DL_FLAGS;
2872         attr->sched_flags |= dl_se->flags;
2873 }
2874
2875 /*
2876  * Default limits for DL period; on the top end we guard against small util
2877  * tasks still getting ridiculously long effective runtimes, on the bottom end we
2878  * guard against timer DoS.
2879  */
2880 unsigned int sysctl_sched_dl_period_max = 1 << 22; /* ~4 seconds */
2881 unsigned int sysctl_sched_dl_period_min = 100;     /* 100 us */
2882
2883 /*
2884  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
2885  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
2886  * than the runtime, as well as the period of being zero or
2887  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
2888  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
2889  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
2890  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
2891  * sched_period, as the latter can be zero).
2892  */
2893 bool __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
2894 {
2895         u64 period, max, min;
2896
2897         /* special dl tasks don't actually use any parameter */
2898         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2899                 return true;
2900
2901         /* deadline != 0 */
2902         if (attr->sched_deadline == 0)
2903                 return false;
2904
2905         /*
2906          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
2907          * that big.
2908          */
2909         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
2910                 return false;
2911
2912         /*
2913          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
2914          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
2915          */
2916         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
2917             attr->sched_period & (1ULL << 63))
2918                 return false;
2919
2920         period = attr->sched_period;
2921         if (!period)
2922                 period = attr->sched_deadline;
2923
2924         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
2925         if (period < attr->sched_deadline ||
2926             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
2927                 return false;
2928
2929         max = (u64)READ_ONCE(sysctl_sched_dl_period_max) * NSEC_PER_USEC;
2930         min = (u64)READ_ONCE(sysctl_sched_dl_period_min) * NSEC_PER_USEC;
2931
2932         if (period < min || period > max)
2933                 return false;
2934
2935         return true;
2936 }
2937
2938 /*
2939  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2940  */
2941 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2942 {
2943         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2944
2945         dl_se->dl_runtime               = 0;
2946         dl_se->dl_deadline              = 0;
2947         dl_se->dl_period                = 0;
2948         dl_se->flags                    = 0;
2949         dl_se->dl_bw                    = 0;
2950         dl_se->dl_density               = 0;
2951
2952         dl_se->dl_throttled             = 0;
2953         dl_se->dl_yielded               = 0;
2954         dl_se->dl_non_contending        = 0;
2955         dl_se->dl_overrun               = 0;
2956
2957 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
2958         dl_se->pi_se                    = dl_se;
2959 #endif
2960 }
2961
2962 bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2963 {
2964         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2965
2966         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
2967             dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
2968             dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
2969             dl_se->flags != (attr->sched_flags & SCHED_DL_FLAGS))
2970                 return true;
2971
2972         return false;
2973 }
2974
2975 #ifdef CONFIG_SMP
2976 int dl_cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
2977                                  const struct cpumask *trial)
2978 {
2979         int ret = 1, trial_cpus;
2980         struct dl_bw *cur_dl_b;
2981         unsigned long flags;
2982
2983         rcu_read_lock_sched();
2984         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
2985         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
2986
2987         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
2988         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
2989             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
2990                 ret = 0;
2991         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
2992         rcu_read_unlock_sched();
2993
2994         return ret;
2995 }
2996
2997 int dl_cpu_busy(int cpu, struct task_struct *p)
2998 {
2999         unsigned long flags, cap;
3000         struct dl_bw *dl_b;
3001         bool overflow;
3002
3003         rcu_read_lock_sched();
3004         dl_b = dl_bw_of(cpu);
3005         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
3006         cap = dl_bw_capacity(cpu);
3007         overflow = __dl_overflow(dl_b, cap, 0, p ? p->dl.dl_bw : 0);
3008
3009         if (!overflow && p) {
3010                 /*
3011                  * We reserve space for this task in the destination
3012                  * root_domain, as we can't fail after this point.
3013                  * We will free resources in the source root_domain
3014                  * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
3015                  */
3016                 __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(cpu));
3017         }
3018
3019         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
3020         rcu_read_unlock_sched();
3021
3022         return overflow ? -EBUSY : 0;
3023 }
3024 #endif
3025
3026 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3027 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
3028 {
3029         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
3030 }
3031 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */