Merge branch 'parisc-5.11-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/deller...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / deadline.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Deadline Scheduling Class (SCHED_DEADLINE)
4  *
5  * Earliest Deadline First (EDF) + Constant Bandwidth Server (CBS).
6  *
7  * Tasks that periodically executes their instances for less than their
8  * runtime won't miss any of their deadlines.
9  * Tasks that are not periodic or sporadic or that tries to execute more
10  * than their reserved bandwidth will be slowed down (and may potentially
11  * miss some of their deadlines), and won't affect any other task.
12  *
13  * Copyright (C) 2012 Dario Faggioli <raistlin@linux.it>,
14  *                    Juri Lelli <juri.lelli@gmail.com>,
15  *                    Michael Trimarchi <michael@amarulasolutions.com>,
16  *                    Fabio Checconi <fchecconi@gmail.com>
17  */
18 #include "sched.h"
19 #include "pelt.h"
20
21 struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
22
23 static inline struct task_struct *dl_task_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
24 {
25         return container_of(dl_se, struct task_struct, dl);
26 }
27
28 static inline struct rq *rq_of_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
29 {
30         return container_of(dl_rq, struct rq, dl);
31 }
32
33 static inline struct dl_rq *dl_rq_of_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
34 {
35         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
36         struct rq *rq = task_rq(p);
37
38         return &rq->dl;
39 }
40
41 static inline int on_dl_rq(struct sched_dl_entity *dl_se)
42 {
43         return !RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node);
44 }
45
46 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
47 static inline struct sched_dl_entity *pi_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
48 {
49         return dl_se->pi_se;
50 }
51
52 static inline bool is_dl_boosted(struct sched_dl_entity *dl_se)
53 {
54         return pi_of(dl_se) != dl_se;
55 }
56 #else
57 static inline struct sched_dl_entity *pi_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
58 {
59         return dl_se;
60 }
61
62 static inline bool is_dl_boosted(struct sched_dl_entity *dl_se)
63 {
64         return false;
65 }
66 #endif
67
68 #ifdef CONFIG_SMP
69 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
70 {
71         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
72                          "sched RCU must be held");
73         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
74 }
75
76 static inline int dl_bw_cpus(int i)
77 {
78         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
79         int cpus;
80
81         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
82                          "sched RCU must be held");
83
84         if (cpumask_subset(rd->span, cpu_active_mask))
85                 return cpumask_weight(rd->span);
86
87         cpus = 0;
88
89         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
90                 cpus++;
91
92         return cpus;
93 }
94
95 static inline unsigned long __dl_bw_capacity(int i)
96 {
97         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
98         unsigned long cap = 0;
99
100         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
101                          "sched RCU must be held");
102
103         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
104                 cap += capacity_orig_of(i);
105
106         return cap;
107 }
108
109 /*
110  * XXX Fix: If 'rq->rd == def_root_domain' perform AC against capacity
111  * of the CPU the task is running on rather rd's \Sum CPU capacity.
112  */
113 static inline unsigned long dl_bw_capacity(int i)
114 {
115         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity) &&
116             capacity_orig_of(i) == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
117                 return dl_bw_cpus(i) << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
118         } else {
119                 return __dl_bw_capacity(i);
120         }
121 }
122
123 static inline bool dl_bw_visited(int cpu, u64 gen)
124 {
125         struct root_domain *rd = cpu_rq(cpu)->rd;
126
127         if (rd->visit_gen == gen)
128                 return true;
129
130         rd->visit_gen = gen;
131         return false;
132 }
133 #else
134 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
135 {
136         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
137 }
138
139 static inline int dl_bw_cpus(int i)
140 {
141         return 1;
142 }
143
144 static inline unsigned long dl_bw_capacity(int i)
145 {
146         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
147 }
148
149 static inline bool dl_bw_visited(int cpu, u64 gen)
150 {
151         return false;
152 }
153 #endif
154
155 static inline
156 void __add_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
157 {
158         u64 old = dl_rq->running_bw;
159
160         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
161         dl_rq->running_bw += dl_bw;
162         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw < old); /* overflow */
163         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
164         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
165         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
166 }
167
168 static inline
169 void __sub_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
170 {
171         u64 old = dl_rq->running_bw;
172
173         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
174         dl_rq->running_bw -= dl_bw;
175         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > old); /* underflow */
176         if (dl_rq->running_bw > old)
177                 dl_rq->running_bw = 0;
178         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
179         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
180 }
181
182 static inline
183 void __add_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
184 {
185         u64 old = dl_rq->this_bw;
186
187         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
188         dl_rq->this_bw += dl_bw;
189         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw < old); /* overflow */
190 }
191
192 static inline
193 void __sub_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
194 {
195         u64 old = dl_rq->this_bw;
196
197         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
198         dl_rq->this_bw -= dl_bw;
199         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw > old); /* underflow */
200         if (dl_rq->this_bw > old)
201                 dl_rq->this_bw = 0;
202         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
203 }
204
205 static inline
206 void add_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
207 {
208         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
209                 __add_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
210 }
211
212 static inline
213 void sub_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
214 {
215         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
216                 __sub_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
217 }
218
219 static inline
220 void add_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
221 {
222         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
223                 __add_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
224 }
225
226 static inline
227 void sub_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
228 {
229         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
230                 __sub_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
231 }
232
233 static void dl_change_utilization(struct task_struct *p, u64 new_bw)
234 {
235         struct rq *rq;
236
237         BUG_ON(p->dl.flags & SCHED_FLAG_SUGOV);
238
239         if (task_on_rq_queued(p))
240                 return;
241
242         rq = task_rq(p);
243         if (p->dl.dl_non_contending) {
244                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
245                 p->dl.dl_non_contending = 0;
246                 /*
247                  * If the timer handler is currently running and the
248                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
249                  * will see that dl_not_contending is not set, and
250                  * will not touch the rq's active utilization,
251                  * so we are still safe.
252                  */
253                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
254                         put_task_struct(p);
255         }
256         __sub_rq_bw(p->dl.dl_bw, &rq->dl);
257         __add_rq_bw(new_bw, &rq->dl);
258 }
259
260 /*
261  * The utilization of a task cannot be immediately removed from
262  * the rq active utilization (running_bw) when the task blocks.
263  * Instead, we have to wait for the so called "0-lag time".
264  *
265  * If a task blocks before the "0-lag time", a timer (the inactive
266  * timer) is armed, and running_bw is decreased when the timer
267  * fires.
268  *
269  * If the task wakes up again before the inactive timer fires,
270  * the timer is cancelled, whereas if the task wakes up after the
271  * inactive timer fired (and running_bw has been decreased) the
272  * task's utilization has to be added to running_bw again.
273  * A flag in the deadline scheduling entity (dl_non_contending)
274  * is used to avoid race conditions between the inactive timer handler
275  * and task wakeups.
276  *
277  * The following diagram shows how running_bw is updated. A task is
278  * "ACTIVE" when its utilization contributes to running_bw; an
279  * "ACTIVE contending" task is in the TASK_RUNNING state, while an
280  * "ACTIVE non contending" task is a blocked task for which the "0-lag time"
281  * has not passed yet. An "INACTIVE" task is a task for which the "0-lag"
282  * time already passed, which does not contribute to running_bw anymore.
283  *                              +------------------+
284  *             wakeup           |    ACTIVE        |
285  *          +------------------>+   contending     |
286  *          | add_running_bw    |                  |
287  *          |                   +----+------+------+
288  *          |                        |      ^
289  *          |                dequeue |      |
290  * +--------+-------+                |      |
291  * |                |   t >= 0-lag   |      | wakeup
292  * |    INACTIVE    |<---------------+      |
293  * |                | sub_running_bw |      |
294  * +--------+-------+                |      |
295  *          ^                        |      |
296  *          |              t < 0-lag |      |
297  *          |                        |      |
298  *          |                        V      |
299  *          |                   +----+------+------+
300  *          | sub_running_bw    |    ACTIVE        |
301  *          +-------------------+                  |
302  *            inactive timer    |  non contending  |
303  *            fired             +------------------+
304  *
305  * The task_non_contending() function is invoked when a task
306  * blocks, and checks if the 0-lag time already passed or
307  * not (in the first case, it directly updates running_bw;
308  * in the second case, it arms the inactive timer).
309  *
310  * The task_contending() function is invoked when a task wakes
311  * up, and checks if the task is still in the "ACTIVE non contending"
312  * state or not (in the second case, it updates running_bw).
313  */
314 static void task_non_contending(struct task_struct *p)
315 {
316         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
317         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
318         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
319         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
320         s64 zerolag_time;
321
322         /*
323          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
324          * do nothing
325          */
326         if (dl_se->dl_runtime == 0)
327                 return;
328
329         if (dl_entity_is_special(dl_se))
330                 return;
331
332         WARN_ON(dl_se->dl_non_contending);
333
334         zerolag_time = dl_se->deadline -
335                  div64_long((dl_se->runtime * dl_se->dl_period),
336                         dl_se->dl_runtime);
337
338         /*
339          * Using relative times instead of the absolute "0-lag time"
340          * allows to simplify the code
341          */
342         zerolag_time -= rq_clock(rq);
343
344         /*
345          * If the "0-lag time" already passed, decrease the active
346          * utilization now, instead of starting a timer
347          */
348         if ((zerolag_time < 0) || hrtimer_active(&dl_se->inactive_timer)) {
349                 if (dl_task(p))
350                         sub_running_bw(dl_se, dl_rq);
351                 if (!dl_task(p) || p->state == TASK_DEAD) {
352                         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
353
354                         if (p->state == TASK_DEAD)
355                                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
356                         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
357                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
358                         __dl_clear_params(p);
359                         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
360                 }
361
362                 return;
363         }
364
365         dl_se->dl_non_contending = 1;
366         get_task_struct(p);
367         hrtimer_start(timer, ns_to_ktime(zerolag_time), HRTIMER_MODE_REL_HARD);
368 }
369
370 static void task_contending(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
371 {
372         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
373
374         /*
375          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
376          * do nothing
377          */
378         if (dl_se->dl_runtime == 0)
379                 return;
380
381         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
382                 add_rq_bw(dl_se, dl_rq);
383
384         if (dl_se->dl_non_contending) {
385                 dl_se->dl_non_contending = 0;
386                 /*
387                  * If the timer handler is currently running and the
388                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
389                  * will see that dl_not_contending is not set, and
390                  * will not touch the rq's active utilization,
391                  * so we are still safe.
392                  */
393                 if (hrtimer_try_to_cancel(&dl_se->inactive_timer) == 1)
394                         put_task_struct(dl_task_of(dl_se));
395         } else {
396                 /*
397                  * Since "dl_non_contending" is not set, the
398                  * task's utilization has already been removed from
399                  * active utilization (either when the task blocked,
400                  * when the "inactive timer" fired).
401                  * So, add it back.
402                  */
403                 add_running_bw(dl_se, dl_rq);
404         }
405 }
406
407 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
408 {
409         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
410
411         return dl_rq->root.rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
412 }
413
414 static void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq);
415
416 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
417 {
418         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
419         dl_b->dl_period = period;
420         dl_b->dl_runtime = runtime;
421 }
422
423 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
424 {
425         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
426         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
427         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
428                 dl_b->bw = -1;
429         else
430                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
431         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
432         dl_b->total_bw = 0;
433 }
434
435 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
436 {
437         dl_rq->root = RB_ROOT_CACHED;
438
439 #ifdef CONFIG_SMP
440         /* zero means no -deadline tasks */
441         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
442
443         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
444         dl_rq->overloaded = 0;
445         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT_CACHED;
446 #else
447         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
448 #endif
449
450         dl_rq->running_bw = 0;
451         dl_rq->this_bw = 0;
452         init_dl_rq_bw_ratio(dl_rq);
453 }
454
455 #ifdef CONFIG_SMP
456
457 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
458 {
459         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
460 }
461
462 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
463 {
464         if (!rq->online)
465                 return;
466
467         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
468         /*
469          * Must be visible before the overload count is
470          * set (as in sched_rt.c).
471          *
472          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
473          */
474         smp_wmb();
475         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
476 }
477
478 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
479 {
480         if (!rq->online)
481                 return;
482
483         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
484         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
485 }
486
487 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
488 {
489         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
490                 if (!dl_rq->overloaded) {
491                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
492                         dl_rq->overloaded = 1;
493                 }
494         } else if (dl_rq->overloaded) {
495                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
496                 dl_rq->overloaded = 0;
497         }
498 }
499
500 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
501 {
502         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
503
504         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
505                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
506
507         update_dl_migration(dl_rq);
508 }
509
510 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
511 {
512         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
513
514         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
515                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
516
517         update_dl_migration(dl_rq);
518 }
519
520 /*
521  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
522  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
523  */
524 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
525 {
526         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
527         struct rb_node **link = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_root.rb_node;
528         struct rb_node *parent = NULL;
529         struct task_struct *entry;
530         bool leftmost = true;
531
532         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
533
534         while (*link) {
535                 parent = *link;
536                 entry = rb_entry(parent, struct task_struct,
537                                  pushable_dl_tasks);
538                 if (dl_entity_preempt(&p->dl, &entry->dl))
539                         link = &parent->rb_left;
540                 else {
541                         link = &parent->rb_right;
542                         leftmost = false;
543                 }
544         }
545
546         if (leftmost)
547                 dl_rq->earliest_dl.next = p->dl.deadline;
548
549         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
550         rb_insert_color_cached(&p->pushable_dl_tasks,
551                                &dl_rq->pushable_dl_tasks_root, leftmost);
552 }
553
554 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
555 {
556         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
557
558         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
559                 return;
560
561         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
562                 struct rb_node *next_node;
563
564                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
565                 if (next_node) {
566                         dl_rq->earliest_dl.next = rb_entry(next_node,
567                                 struct task_struct, pushable_dl_tasks)->dl.deadline;
568                 }
569         }
570
571         rb_erase_cached(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
572         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
573 }
574
575 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
576 {
577         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_root);
578 }
579
580 static int push_dl_task(struct rq *rq);
581
582 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
583 {
584         return rq->online && dl_task(prev);
585 }
586
587 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
588 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
589
590 static void push_dl_tasks(struct rq *);
591 static void pull_dl_task(struct rq *);
592
593 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
594 {
595         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
596                 return;
597
598         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
599 }
600
601 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
602 {
603         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
604 }
605
606 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
607
608 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
609 {
610         struct rq *later_rq = NULL;
611         struct dl_bw *dl_b;
612
613         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
614         if (!later_rq) {
615                 int cpu;
616
617                 /*
618                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
619                  * online CPU:
620                  */
621                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, p->cpus_ptr);
622                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
623                         /*
624                          * Failed to find any suitable CPU.
625                          * The task will never come back!
626                          */
627                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
628
629                         /*
630                          * If admission control is disabled we
631                          * try a little harder to let the task
632                          * run.
633                          */
634                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
635                 }
636                 later_rq = cpu_rq(cpu);
637                 double_lock_balance(rq, later_rq);
638         }
639
640         if (p->dl.dl_non_contending || p->dl.dl_throttled) {
641                 /*
642                  * Inactive timer is armed (or callback is running, but
643                  * waiting for us to release rq locks). In any case, when it
644                  * will fire (or continue), it will see running_bw of this
645                  * task migrated to later_rq (and correctly handle it).
646                  */
647                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
648                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
649
650                 add_rq_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
651                 add_running_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
652         } else {
653                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
654                 add_rq_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
655         }
656
657         /*
658          * And we finally need to fixup root_domain(s) bandwidth accounting,
659          * since p is still hanging out in the old (now moved to default) root
660          * domain.
661          */
662         dl_b = &rq->rd->dl_bw;
663         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
664         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(rq->rd->span));
665         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
666
667         dl_b = &later_rq->rd->dl_bw;
668         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
669         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(later_rq->rd->span));
670         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
671
672         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
673         double_unlock_balance(later_rq, rq);
674
675         return later_rq;
676 }
677
678 #else
679
680 static inline
681 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
682 {
683 }
684
685 static inline
686 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
687 {
688 }
689
690 static inline
691 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
692 {
693 }
694
695 static inline
696 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
697 {
698 }
699
700 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
701 {
702         return false;
703 }
704
705 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
706 {
707 }
708
709 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
710 {
711 }
712
713 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
714 {
715 }
716 #endif /* CONFIG_SMP */
717
718 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
719 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
720 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
721
722 /*
723  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
724  * and this means that:
725  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
726  *    current time + relative deadline;
727  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
728  *
729  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
730  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
731  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
732  * parameters.
733  */
734 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
735 {
736         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
737         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
738
739         WARN_ON(is_dl_boosted(dl_se));
740         WARN_ON(dl_time_before(rq_clock(rq), dl_se->deadline));
741
742         /*
743          * We are racing with the deadline timer. So, do nothing because
744          * the deadline timer handler will take care of properly recharging
745          * the runtime and postponing the deadline
746          */
747         if (dl_se->dl_throttled)
748                 return;
749
750         /*
751          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
752          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
753          * spent on hardirq context, etc.).
754          */
755         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + dl_se->dl_deadline;
756         dl_se->runtime = dl_se->dl_runtime;
757 }
758
759 /*
760  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
761  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
762  * exhausting its runtime.
763  *
764  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
765  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
766  * other entities.
767  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
768  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
769  *
770  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
771  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
772  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
773  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
774  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
775  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
776  */
777 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
778 {
779         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
780         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
781
782         BUG_ON(pi_of(dl_se)->dl_runtime <= 0);
783
784         /*
785          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
786          * Just go with full inherited parameters.
787          */
788         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
789                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_of(dl_se)->dl_deadline;
790                 dl_se->runtime = pi_of(dl_se)->dl_runtime;
791         }
792
793         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
794                 dl_se->runtime = 0;
795
796         /*
797          * We keep moving the deadline away until we get some
798          * available runtime for the entity. This ensures correct
799          * handling of situations where the runtime overrun is
800          * arbitrary large.
801          */
802         while (dl_se->runtime <= 0) {
803                 dl_se->deadline += pi_of(dl_se)->dl_period;
804                 dl_se->runtime += pi_of(dl_se)->dl_runtime;
805         }
806
807         /*
808          * At this point, the deadline really should be "in
809          * the future" with respect to rq->clock. If it's
810          * not, we are, for some reason, lagging too much!
811          * Anyway, after having warn userspace abut that,
812          * we still try to keep the things running by
813          * resetting the deadline and the budget of the
814          * entity.
815          */
816         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
817                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
818                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_of(dl_se)->dl_deadline;
819                 dl_se->runtime = pi_of(dl_se)->dl_runtime;
820         }
821
822         if (dl_se->dl_yielded)
823                 dl_se->dl_yielded = 0;
824         if (dl_se->dl_throttled)
825                 dl_se->dl_throttled = 0;
826 }
827
828 /*
829  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
830  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
831  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
832  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
833  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
834  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
835  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
836  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
837  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
838  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
839  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
840  * Documentation/scheduler/sched-deadline.rst for more information).
841  *
842  * This function returns true if:
843  *
844  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline ,
845  *
846  * IOW we can't recycle current parameters.
847  *
848  * Notice that the bandwidth check is done against the deadline. For
849  * task with deadline equal to period this is the same of using
850  * dl_period instead of dl_deadline in the equation above.
851  */
852 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se, u64 t)
853 {
854         u64 left, right;
855
856         /*
857          * left and right are the two sides of the equation above,
858          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
859          * of divisions.
860          *
861          * Note that none of the time values involved in the two
862          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
863          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
864          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
865          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
866          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
867          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
868          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
869          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
870          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
871          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
872          * (but still we want to give the user that illusion >;).
873          */
874         left = (pi_of(dl_se)->dl_deadline >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
875         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
876                 (pi_of(dl_se)->dl_runtime >> DL_SCALE);
877
878         return dl_time_before(right, left);
879 }
880
881 /*
882  * Revised wakeup rule [1]: For self-suspending tasks, rather then
883  * re-initializing task's runtime and deadline, the revised wakeup
884  * rule adjusts the task's runtime to avoid the task to overrun its
885  * density.
886  *
887  * Reasoning: a task may overrun the density if:
888  *    runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline
889  *
890  * Therefore, runtime can be adjusted to:
891  *     runtime = (dl_runtime / dl_deadline) * (deadline - t)
892  *
893  * In such way that runtime will be equal to the maximum density
894  * the task can use without breaking any rule.
895  *
896  * [1] Luca Abeni, Giuseppe Lipari, and Juri Lelli. 2015. Constant
897  * bandwidth server revisited. SIGBED Rev. 11, 4 (January 2015), 19-24.
898  */
899 static void
900 update_dl_revised_wakeup(struct sched_dl_entity *dl_se, struct rq *rq)
901 {
902         u64 laxity = dl_se->deadline - rq_clock(rq);
903
904         /*
905          * If the task has deadline < period, and the deadline is in the past,
906          * it should already be throttled before this check.
907          *
908          * See update_dl_entity() comments for further details.
909          */
910         WARN_ON(dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)));
911
912         dl_se->runtime = (dl_se->dl_density * laxity) >> BW_SHIFT;
913 }
914
915 /*
916  * Regarding the deadline, a task with implicit deadline has a relative
917  * deadline == relative period. A task with constrained deadline has a
918  * relative deadline <= relative period.
919  *
920  * We support constrained deadline tasks. However, there are some restrictions
921  * applied only for tasks which do not have an implicit deadline. See
922  * update_dl_entity() to know more about such restrictions.
923  *
924  * The dl_is_implicit() returns true if the task has an implicit deadline.
925  */
926 static inline bool dl_is_implicit(struct sched_dl_entity *dl_se)
927 {
928         return dl_se->dl_deadline == dl_se->dl_period;
929 }
930
931 /*
932  * When a deadline entity is placed in the runqueue, its runtime and deadline
933  * might need to be updated. This is done by a CBS wake up rule. There are two
934  * different rules: 1) the original CBS; and 2) the Revisited CBS.
935  *
936  * When the task is starting a new period, the Original CBS is used. In this
937  * case, the runtime is replenished and a new absolute deadline is set.
938  *
939  * When a task is queued before the begin of the next period, using the
940  * remaining runtime and deadline could make the entity to overflow, see
941  * dl_entity_overflow() to find more about runtime overflow. When such case
942  * is detected, the runtime and deadline need to be updated.
943  *
944  * If the task has an implicit deadline, i.e., deadline == period, the Original
945  * CBS is applied. the runtime is replenished and a new absolute deadline is
946  * set, as in the previous cases.
947  *
948  * However, the Original CBS does not work properly for tasks with
949  * deadline < period, which are said to have a constrained deadline. By
950  * applying the Original CBS, a constrained deadline task would be able to run
951  * runtime/deadline in a period. With deadline < period, the task would
952  * overrun the runtime/period allowed bandwidth, breaking the admission test.
953  *
954  * In order to prevent this misbehave, the Revisited CBS is used for
955  * constrained deadline tasks when a runtime overflow is detected. In the
956  * Revisited CBS, rather than replenishing & setting a new absolute deadline,
957  * the remaining runtime of the task is reduced to avoid runtime overflow.
958  * Please refer to the comments update_dl_revised_wakeup() function to find
959  * more about the Revised CBS rule.
960  */
961 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
962 {
963         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
964         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
965
966         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
967             dl_entity_overflow(dl_se, rq_clock(rq))) {
968
969                 if (unlikely(!dl_is_implicit(dl_se) &&
970                              !dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
971                              !is_dl_boosted(dl_se))) {
972                         update_dl_revised_wakeup(dl_se, rq);
973                         return;
974                 }
975
976                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_of(dl_se)->dl_deadline;
977                 dl_se->runtime = pi_of(dl_se)->dl_runtime;
978         }
979 }
980
981 static inline u64 dl_next_period(struct sched_dl_entity *dl_se)
982 {
983         return dl_se->deadline - dl_se->dl_deadline + dl_se->dl_period;
984 }
985
986 /*
987  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
988  * while waiting for some new execution time to become available, we
989  * set the bandwidth replenishment timer to the replenishment instant
990  * and try to activate it.
991  *
992  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
993  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
994  * the future or in the past).
995  */
996 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
997 {
998         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
999         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
1000         struct rq *rq = task_rq(p);
1001         ktime_t now, act;
1002         s64 delta;
1003
1004         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1005
1006         /*
1007          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
1008          * that it is actually coming from rq->clock and not from
1009          * hrtimer's time base reading.
1010          */
1011         act = ns_to_ktime(dl_next_period(dl_se));
1012         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
1013         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
1014         act = ktime_add_ns(act, delta);
1015
1016         /*
1017          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
1018          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
1019          * start the timer in the past!
1020          */
1021         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
1022                 return 0;
1023
1024         /*
1025          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
1026          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
1027          *
1028          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
1029          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
1030          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
1031          * and observe our state.
1032          */
1033         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
1034                 get_task_struct(p);
1035                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS_HARD);
1036         }
1037
1038         return 1;
1039 }
1040
1041 /*
1042  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
1043  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
1044  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
1045  *
1046  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
1047  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
1048  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
1049  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
1050  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
1051  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
1052  * next call to enqueue_task_dl().
1053  */
1054 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
1055 {
1056         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1057                                                      struct sched_dl_entity,
1058                                                      dl_timer);
1059         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1060         struct rq_flags rf;
1061         struct rq *rq;
1062
1063         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1064
1065         /*
1066          * The task might have changed its scheduling policy to something
1067          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_from_dl()).
1068          */
1069         if (!dl_task(p))
1070                 goto unlock;
1071
1072         /*
1073          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
1074          * boosting/deboosting path, its not throttled.
1075          */
1076         if (is_dl_boosted(dl_se))
1077                 goto unlock;
1078
1079         /*
1080          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
1081          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
1082          */
1083         if (!dl_se->dl_throttled)
1084                 goto unlock;
1085
1086         sched_clock_tick();
1087         update_rq_clock(rq);
1088
1089         /*
1090          * If the throttle happened during sched-out; like:
1091          *
1092          *   schedule()
1093          *     deactivate_task()
1094          *       dequeue_task_dl()
1095          *         update_curr_dl()
1096          *           start_dl_timer()
1097          *         __dequeue_task_dl()
1098          *     prev->on_rq = 0;
1099          *
1100          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
1101          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
1102          */
1103         if (!task_on_rq_queued(p)) {
1104                 replenish_dl_entity(dl_se);
1105                 goto unlock;
1106         }
1107
1108 #ifdef CONFIG_SMP
1109         if (unlikely(!rq->online)) {
1110                 /*
1111                  * If the runqueue is no longer available, migrate the
1112                  * task elsewhere. This necessarily changes rq.
1113                  */
1114                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1115                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
1116                 rf.cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1117                 update_rq_clock(rq);
1118
1119                 /*
1120                  * Now that the task has been migrated to the new RQ and we
1121                  * have that locked, proceed as normal and enqueue the task
1122                  * there.
1123                  */
1124         }
1125 #endif
1126
1127         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
1128         if (dl_task(rq->curr))
1129                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1130         else
1131                 resched_curr(rq);
1132
1133 #ifdef CONFIG_SMP
1134         /*
1135          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
1136          * to kick someone away.
1137          */
1138         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
1139                 /*
1140                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
1141                  * rq->lock.
1142                  */
1143                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1144                 push_dl_task(rq);
1145                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1146         }
1147 #endif
1148
1149 unlock:
1150         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1151
1152         /*
1153          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
1154          * anything related to that after this.
1155          */
1156         put_task_struct(p);
1157
1158         return HRTIMER_NORESTART;
1159 }
1160
1161 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1162 {
1163         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
1164
1165         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
1166         timer->function = dl_task_timer;
1167 }
1168
1169 /*
1170  * During the activation, CBS checks if it can reuse the current task's
1171  * runtime and period. If the deadline of the task is in the past, CBS
1172  * cannot use the runtime, and so it replenishes the task. This rule
1173  * works fine for implicit deadline tasks (deadline == period), and the
1174  * CBS was designed for implicit deadline tasks. However, a task with
1175  * constrained deadline (deadline < period) might be awakened after the
1176  * deadline, but before the next period. In this case, replenishing the
1177  * task would allow it to run for runtime / deadline. As in this case
1178  * deadline < period, CBS enables a task to run for more than the
1179  * runtime / period. In a very loaded system, this can cause a domino
1180  * effect, making other tasks miss their deadlines.
1181  *
1182  * To avoid this problem, in the activation of a constrained deadline
1183  * task after the deadline but before the next period, throttle the
1184  * task and set the replenishing timer to the begin of the next period,
1185  * unless it is boosted.
1186  */
1187 static inline void dl_check_constrained_dl(struct sched_dl_entity *dl_se)
1188 {
1189         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1190         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se));
1191
1192         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
1193             dl_time_before(rq_clock(rq), dl_next_period(dl_se))) {
1194                 if (unlikely(is_dl_boosted(dl_se) || !start_dl_timer(p)))
1195                         return;
1196                 dl_se->dl_throttled = 1;
1197                 if (dl_se->runtime > 0)
1198                         dl_se->runtime = 0;
1199         }
1200 }
1201
1202 static
1203 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
1204 {
1205         return (dl_se->runtime <= 0);
1206 }
1207
1208 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
1209
1210 /*
1211  * This function implements the GRUB accounting rule:
1212  * according to the GRUB reclaiming algorithm, the runtime is
1213  * not decreased as "dq = -dt", but as
1214  * "dq = -max{u / Umax, (1 - Uinact - Uextra)} dt",
1215  * where u is the utilization of the task, Umax is the maximum reclaimable
1216  * utilization, Uinact is the (per-runqueue) inactive utilization, computed
1217  * as the difference between the "total runqueue utilization" and the
1218  * runqueue active utilization, and Uextra is the (per runqueue) extra
1219  * reclaimable utilization.
1220  * Since rq->dl.running_bw and rq->dl.this_bw contain utilizations
1221  * multiplied by 2^BW_SHIFT, the result has to be shifted right by
1222  * BW_SHIFT.
1223  * Since rq->dl.bw_ratio contains 1 / Umax multipled by 2^RATIO_SHIFT,
1224  * dl_bw is multiped by rq->dl.bw_ratio and shifted right by RATIO_SHIFT.
1225  * Since delta is a 64 bit variable, to have an overflow its value
1226  * should be larger than 2^(64 - 20 - 8), which is more than 64 seconds.
1227  * So, overflow is not an issue here.
1228  */
1229 static u64 grub_reclaim(u64 delta, struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1230 {
1231         u64 u_inact = rq->dl.this_bw - rq->dl.running_bw; /* Utot - Uact */
1232         u64 u_act;
1233         u64 u_act_min = (dl_se->dl_bw * rq->dl.bw_ratio) >> RATIO_SHIFT;
1234
1235         /*
1236          * Instead of computing max{u * bw_ratio, (1 - u_inact - u_extra)},
1237          * we compare u_inact + rq->dl.extra_bw with
1238          * 1 - (u * rq->dl.bw_ratio >> RATIO_SHIFT), because
1239          * u_inact + rq->dl.extra_bw can be larger than
1240          * 1 * (so, 1 - u_inact - rq->dl.extra_bw would be negative
1241          * leading to wrong results)
1242          */
1243         if (u_inact + rq->dl.extra_bw > BW_UNIT - u_act_min)
1244                 u_act = u_act_min;
1245         else
1246                 u_act = BW_UNIT - u_inact - rq->dl.extra_bw;
1247
1248         return (delta * u_act) >> BW_SHIFT;
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
1253  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
1254  */
1255 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
1256 {
1257         struct task_struct *curr = rq->curr;
1258         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
1259         u64 delta_exec, scaled_delta_exec;
1260         int cpu = cpu_of(rq);
1261         u64 now;
1262
1263         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
1264                 return;
1265
1266         /*
1267          * Consumed budget is computed considering the time as
1268          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
1269          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
1270          * computed using hard walltime. This seems to be the more
1271          * natural solution, but the full ramifications of this
1272          * approach need further study.
1273          */
1274         now = rq_clock_task(rq);
1275         delta_exec = now - curr->se.exec_start;
1276         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
1277                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
1278                         goto throttle;
1279                 return;
1280         }
1281
1282         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
1283                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
1284
1285         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
1286         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
1287
1288         curr->se.exec_start = now;
1289         cgroup_account_cputime(curr, delta_exec);
1290
1291         if (dl_entity_is_special(dl_se))
1292                 return;
1293
1294         /*
1295          * For tasks that participate in GRUB, we implement GRUB-PA: the
1296          * spare reclaimed bandwidth is used to clock down frequency.
1297          *
1298          * For the others, we still need to scale reservation parameters
1299          * according to current frequency and CPU maximum capacity.
1300          */
1301         if (unlikely(dl_se->flags & SCHED_FLAG_RECLAIM)) {
1302                 scaled_delta_exec = grub_reclaim(delta_exec,
1303                                                  rq,
1304                                                  &curr->dl);
1305         } else {
1306                 unsigned long scale_freq = arch_scale_freq_capacity(cpu);
1307                 unsigned long scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
1308
1309                 scaled_delta_exec = cap_scale(delta_exec, scale_freq);
1310                 scaled_delta_exec = cap_scale(scaled_delta_exec, scale_cpu);
1311         }
1312
1313         dl_se->runtime -= scaled_delta_exec;
1314
1315 throttle:
1316         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
1317                 dl_se->dl_throttled = 1;
1318
1319                 /* If requested, inform the user about runtime overruns. */
1320                 if (dl_runtime_exceeded(dl_se) &&
1321                     (dl_se->flags & SCHED_FLAG_DL_OVERRUN))
1322                         dl_se->dl_overrun = 1;
1323
1324                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
1325                 if (unlikely(is_dl_boosted(dl_se) || !start_dl_timer(curr)))
1326                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
1327
1328                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
1329                         resched_curr(rq);
1330         }
1331
1332         /*
1333          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
1334          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
1335          * would be able to exceed the shared quota.
1336          *
1337          * Account to the root rt group for now.
1338          *
1339          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
1340          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
1341          * out before that can happen.
1342          */
1343         if (rt_bandwidth_enabled()) {
1344                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
1345
1346                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1347                 /*
1348                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
1349                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
1350                  * bandwidth is relevant.
1351                  */
1352                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
1353                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
1354                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1355         }
1356 }
1357
1358 static enum hrtimer_restart inactive_task_timer(struct hrtimer *timer)
1359 {
1360         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1361                                                      struct sched_dl_entity,
1362                                                      inactive_timer);
1363         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1364         struct rq_flags rf;
1365         struct rq *rq;
1366
1367         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1368
1369         sched_clock_tick();
1370         update_rq_clock(rq);
1371
1372         if (!dl_task(p) || p->state == TASK_DEAD) {
1373                 struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1374
1375                 if (p->state == TASK_DEAD && dl_se->dl_non_contending) {
1376                         sub_running_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1377                         sub_rq_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1378                         dl_se->dl_non_contending = 0;
1379                 }
1380
1381                 raw_spin_lock(&dl_b->lock);
1382                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
1383                 raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
1384                 __dl_clear_params(p);
1385
1386                 goto unlock;
1387         }
1388         if (dl_se->dl_non_contending == 0)
1389                 goto unlock;
1390
1391         sub_running_bw(dl_se, &rq->dl);
1392         dl_se->dl_non_contending = 0;
1393 unlock:
1394         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1395         put_task_struct(p);
1396
1397         return HRTIMER_NORESTART;
1398 }
1399
1400 void init_dl_inactive_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1401 {
1402         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
1403
1404         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
1405         timer->function = inactive_task_timer;
1406 }
1407
1408 #ifdef CONFIG_SMP
1409
1410 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1411 {
1412         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1413
1414         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
1415             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
1416                 if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0)
1417                         cpupri_set(&rq->rd->cpupri, rq->cpu, CPUPRI_HIGHER);
1418                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
1419                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline);
1420         }
1421 }
1422
1423 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1424 {
1425         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1426
1427         /*
1428          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
1429          * task we must recompute them.
1430          */
1431         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
1432                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
1433                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
1434                 cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1435                 cpupri_set(&rq->rd->cpupri, rq->cpu, rq->rt.highest_prio.curr);
1436         } else {
1437                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->root.rb_leftmost;
1438                 struct sched_dl_entity *entry;
1439
1440                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
1441                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
1442                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline);
1443         }
1444 }
1445
1446 #else
1447
1448 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1449 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1450
1451 #endif /* CONFIG_SMP */
1452
1453 static inline
1454 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1455 {
1456         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1457         u64 deadline = dl_se->deadline;
1458
1459         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1460         dl_rq->dl_nr_running++;
1461         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1462
1463         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
1464         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1465 }
1466
1467 static inline
1468 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1469 {
1470         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1471
1472         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1473         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
1474         dl_rq->dl_nr_running--;
1475         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1476
1477         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
1478         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1479 }
1480
1481 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1482 {
1483         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1484         struct rb_node **link = &dl_rq->root.rb_root.rb_node;
1485         struct rb_node *parent = NULL;
1486         struct sched_dl_entity *entry;
1487         int leftmost = 1;
1488
1489         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
1490
1491         while (*link) {
1492                 parent = *link;
1493                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
1494                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
1495                         link = &parent->rb_left;
1496                 else {
1497                         link = &parent->rb_right;
1498                         leftmost = 0;
1499                 }
1500         }
1501
1502         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
1503         rb_insert_color_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root, leftmost);
1504
1505         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1506 }
1507
1508 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1509 {
1510         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1511
1512         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
1513                 return;
1514
1515         rb_erase_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root);
1516         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
1517
1518         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1519 }
1520
1521 static void
1522 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
1523 {
1524         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
1525
1526         /*
1527          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
1528          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
1529          * we want a replenishment of its runtime.
1530          */
1531         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1532                 task_contending(dl_se, flags);
1533                 update_dl_entity(dl_se);
1534         } else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH) {
1535                 replenish_dl_entity(dl_se);
1536         } else if ((flags & ENQUEUE_RESTORE) &&
1537                   dl_time_before(dl_se->deadline,
1538                                  rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se))))) {
1539                 setup_new_dl_entity(dl_se);
1540         }
1541
1542         __enqueue_dl_entity(dl_se);
1543 }
1544
1545 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1546 {
1547         __dequeue_dl_entity(dl_se);
1548 }
1549
1550 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1551 {
1552         if (is_dl_boosted(&p->dl)) {
1553                 /*
1554                  * Because of delays in the detection of the overrun of a
1555                  * thread's runtime, it might be the case that a thread
1556                  * goes to sleep in a rt mutex with negative runtime. As
1557                  * a consequence, the thread will be throttled.
1558                  *
1559                  * While waiting for the mutex, this thread can also be
1560                  * boosted via PI, resulting in a thread that is throttled
1561                  * and boosted at the same time.
1562                  *
1563                  * In this case, the boost overrides the throttle.
1564                  */
1565                 if (p->dl.dl_throttled) {
1566                         /*
1567                          * The replenish timer needs to be canceled. No
1568                          * problem if it fires concurrently: boosted threads
1569                          * are ignored in dl_task_timer().
1570                          */
1571                         hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.dl_timer);
1572                         p->dl.dl_throttled = 0;
1573                 }
1574         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
1575                 /*
1576                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task that is going
1577                  * to be deboosted, but exceeds its runtime while doing so. No point in
1578                  * replenishing it, as it's going to return back to its original
1579                  * scheduling class after this. If it has been throttled, we need to
1580                  * clear the flag, otherwise the task may wake up as throttled after
1581                  * being boosted again with no means to replenish the runtime and clear
1582                  * the throttle.
1583                  */
1584                 p->dl.dl_throttled = 0;
1585                 BUG_ON(!is_dl_boosted(&p->dl) || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
1586                 return;
1587         }
1588
1589         /*
1590          * Check if a constrained deadline task was activated
1591          * after the deadline but before the next period.
1592          * If that is the case, the task will be throttled and
1593          * the replenishment timer will be set to the next period.
1594          */
1595         if (!p->dl.dl_throttled && !dl_is_implicit(&p->dl))
1596                 dl_check_constrained_dl(&p->dl);
1597
1598         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & ENQUEUE_RESTORE) {
1599                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1600                 add_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1601         }
1602
1603         /*
1604          * If p is throttled, we do not enqueue it. In fact, if it exhausted
1605          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
1606          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
1607          * run yet) will take care of this.
1608          * However, the active utilization does not depend on the fact
1609          * that the task is on the runqueue or not (but depends on the
1610          * task's state - in GRUB parlance, "inactive" vs "active contending").
1611          * In other words, even if a task is throttled its utilization must
1612          * be counted in the active utilization; hence, we need to call
1613          * add_running_bw().
1614          */
1615         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH)) {
1616                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1617                         task_contending(&p->dl, flags);
1618
1619                 return;
1620         }
1621
1622         enqueue_dl_entity(&p->dl, flags);
1623
1624         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1625                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1626 }
1627
1628 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1629 {
1630         dequeue_dl_entity(&p->dl);
1631         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1632 }
1633
1634 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1635 {
1636         update_curr_dl(rq);
1637         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
1638
1639         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & DEQUEUE_SAVE) {
1640                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1641                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1642         }
1643
1644         /*
1645          * This check allows to start the inactive timer (or to immediately
1646          * decrease the active utilization, if needed) in two cases:
1647          * when the task blocks and when it is terminating
1648          * (p->state == TASK_DEAD). We can handle the two cases in the same
1649          * way, because from GRUB's point of view the same thing is happening
1650          * (the task moves from "active contending" to "active non contending"
1651          * or "inactive")
1652          */
1653         if (flags & DEQUEUE_SLEEP)
1654                 task_non_contending(p);
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
1659  *
1660  *   get off from the CPU until our next instance, with
1661  *   a new runtime. This is of little use now, since we
1662  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
1663  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
1664  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
1665  *   is available for other task instances to use it.
1666  */
1667 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
1668 {
1669         /*
1670          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1671          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1672          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1673          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1674          */
1675         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1676
1677         update_rq_clock(rq);
1678         update_curr_dl(rq);
1679         /*
1680          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1681          * so we don't do microscopic update in schedule()
1682          * and double the fastpath cost.
1683          */
1684         rq_clock_skip_update(rq);
1685 }
1686
1687 #ifdef CONFIG_SMP
1688
1689 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1690
1691 static int
1692 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int flags)
1693 {
1694         struct task_struct *curr;
1695         bool select_rq;
1696         struct rq *rq;
1697
1698         if (!(flags & WF_TTWU))
1699                 goto out;
1700
1701         rq = cpu_rq(cpu);
1702
1703         rcu_read_lock();
1704         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1705
1706         /*
1707          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1708          * decide where to wake it up.
1709          * If it has a later deadline and the current task
1710          * on this rq can't move (provided the waking task
1711          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1712          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1713          * try to make it stay here, it might be important.
1714          */
1715         select_rq = unlikely(dl_task(curr)) &&
1716                     (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1717                      !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1718                     p->nr_cpus_allowed > 1;
1719
1720         /*
1721          * Take the capacity of the CPU into account to
1722          * ensure it fits the requirement of the task.
1723          */
1724         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
1725                 select_rq |= !dl_task_fits_capacity(p, cpu);
1726
1727         if (select_rq) {
1728                 int target = find_later_rq(p);
1729
1730                 if (target != -1 &&
1731                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1732                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1733                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1734                         cpu = target;
1735         }
1736         rcu_read_unlock();
1737
1738 out:
1739         return cpu;
1740 }
1741
1742 static void migrate_task_rq_dl(struct task_struct *p, int new_cpu __maybe_unused)
1743 {
1744         struct rq *rq;
1745
1746         if (p->state != TASK_WAKING)
1747                 return;
1748
1749         rq = task_rq(p);
1750         /*
1751          * Since p->state == TASK_WAKING, set_task_cpu() has been called
1752          * from try_to_wake_up(). Hence, p->pi_lock is locked, but
1753          * rq->lock is not... So, lock it
1754          */
1755         raw_spin_lock(&rq->lock);
1756         if (p->dl.dl_non_contending) {
1757                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1758                 p->dl.dl_non_contending = 0;
1759                 /*
1760                  * If the timer handler is currently running and the
1761                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
1762                  * will see that dl_not_contending is not set, and
1763                  * will not touch the rq's active utilization,
1764                  * so we are still safe.
1765                  */
1766                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
1767                         put_task_struct(p);
1768         }
1769         sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1770         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1771 }
1772
1773 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1774 {
1775         /*
1776          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1777          * let's hope p can move out.
1778          */
1779         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1780             !cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL))
1781                 return;
1782
1783         /*
1784          * p is migratable, so let's not schedule it and
1785          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1786          */
1787         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1788             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL))
1789                 return;
1790
1791         resched_curr(rq);
1792 }
1793
1794 static int balance_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1795 {
1796         if (!on_dl_rq(&p->dl) && need_pull_dl_task(rq, p)) {
1797                 /*
1798                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1799                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1800                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
1801                  * not yet started the picking loop.
1802                  */
1803                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1804                 pull_dl_task(rq);
1805                 rq_repin_lock(rq, rf);
1806         }
1807
1808         return sched_stop_runnable(rq) || sched_dl_runnable(rq);
1809 }
1810 #endif /* CONFIG_SMP */
1811
1812 /*
1813  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1814  * tasks.
1815  */
1816 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1817                                   int flags)
1818 {
1819         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1820                 resched_curr(rq);
1821                 return;
1822         }
1823
1824 #ifdef CONFIG_SMP
1825         /*
1826          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1827          * let us try to decide what's the best thing to do...
1828          */
1829         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1830             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1831                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1832 #endif /* CONFIG_SMP */
1833 }
1834
1835 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1836 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1837 {
1838         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1839 }
1840 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1841 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1842 {
1843 }
1844 #endif
1845
1846 static void set_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
1847 {
1848         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1849
1850         /* You can't push away the running task */
1851         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1852
1853         if (!first)
1854                 return;
1855
1856         if (hrtick_enabled(rq))
1857                 start_hrtick_dl(rq, p);
1858
1859         if (rq->curr->sched_class != &dl_sched_class)
1860                 update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 0);
1861
1862         deadline_queue_push_tasks(rq);
1863 }
1864
1865 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1866                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1867 {
1868         struct rb_node *left = rb_first_cached(&dl_rq->root);
1869
1870         if (!left)
1871                 return NULL;
1872
1873         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1874 }
1875
1876 static struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq)
1877 {
1878         struct sched_dl_entity *dl_se;
1879         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
1880         struct task_struct *p;
1881
1882         if (!sched_dl_runnable(rq))
1883                 return NULL;
1884
1885         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1886         BUG_ON(!dl_se);
1887         p = dl_task_of(dl_se);
1888         set_next_task_dl(rq, p, true);
1889         return p;
1890 }
1891
1892 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1893 {
1894         update_curr_dl(rq);
1895
1896         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
1897         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1898                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1899 }
1900
1901 /*
1902  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
1903  *
1904  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
1905  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
1906  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
1907  * parameters.
1908  */
1909 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1910 {
1911         update_curr_dl(rq);
1912
1913         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
1914         /*
1915          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1916          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1917          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1918          */
1919         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1920             is_leftmost(p, &rq->dl))
1921                 start_hrtick_dl(rq, p);
1922 }
1923
1924 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1925 {
1926         /*
1927          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1928          * sched_fork()
1929          */
1930 }
1931
1932 #ifdef CONFIG_SMP
1933
1934 /* Only try algorithms three times */
1935 #define DL_MAX_TRIES 3
1936
1937 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1938 {
1939         if (!task_running(rq, p) &&
1940             cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_mask))
1941                 return 1;
1942         return 0;
1943 }
1944
1945 /*
1946  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1947  * on the CPU, NULL otherwise:
1948  */
1949 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1950 {
1951         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost;
1952         struct task_struct *p = NULL;
1953
1954         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1955                 return NULL;
1956
1957 next_node:
1958         if (next_node) {
1959                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1960
1961                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1962                         return p;
1963
1964                 next_node = rb_next(next_node);
1965                 goto next_node;
1966         }
1967
1968         return NULL;
1969 }
1970
1971 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1972
1973 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1974 {
1975         struct sched_domain *sd;
1976         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1977         int this_cpu = smp_processor_id();
1978         int cpu = task_cpu(task);
1979
1980         /* Make sure the mask is initialized first */
1981         if (unlikely(!later_mask))
1982                 return -1;
1983
1984         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1985                 return -1;
1986
1987         /*
1988          * We have to consider system topology and task affinity
1989          * first, then we can look for a suitable CPU.
1990          */
1991         if (!cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl, task, later_mask))
1992                 return -1;
1993
1994         /*
1995          * If we are here, some targets have been found, including
1996          * the most suitable which is, among the runqueues where the
1997          * current tasks have later deadlines than the task's one, the
1998          * rq with the latest possible one.
1999          *
2000          * Now we check how well this matches with task's
2001          * affinity and system topology.
2002          *
2003          * The last CPU where the task run is our first
2004          * guess, since it is most likely cache-hot there.
2005          */
2006         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
2007                 return cpu;
2008         /*
2009          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
2010          * not in the mask) or not.
2011          */
2012         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
2013                 this_cpu = -1;
2014
2015         rcu_read_lock();
2016         for_each_domain(cpu, sd) {
2017                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
2018                         int best_cpu;
2019
2020                         /*
2021                          * If possible, preempting this_cpu is
2022                          * cheaper than migrating.
2023                          */
2024                         if (this_cpu != -1 &&
2025                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
2026                                 rcu_read_unlock();
2027                                 return this_cpu;
2028                         }
2029
2030                         best_cpu = cpumask_any_and_distribute(later_mask,
2031                                                               sched_domain_span(sd));
2032                         /*
2033                          * Last chance: if a CPU being in both later_mask
2034                          * and current sd span is valid, that becomes our
2035                          * choice. Of course, the latest possible CPU is
2036                          * already under consideration through later_mask.
2037                          */
2038                         if (best_cpu < nr_cpu_ids) {
2039                                 rcu_read_unlock();
2040                                 return best_cpu;
2041                         }
2042                 }
2043         }
2044         rcu_read_unlock();
2045
2046         /*
2047          * At this point, all our guesses failed, we just return
2048          * 'something', and let the caller sort the things out.
2049          */
2050         if (this_cpu != -1)
2051                 return this_cpu;
2052
2053         cpu = cpumask_any_distribute(later_mask);
2054         if (cpu < nr_cpu_ids)
2055                 return cpu;
2056
2057         return -1;
2058 }
2059
2060 /* Locks the rq it finds */
2061 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
2062 {
2063         struct rq *later_rq = NULL;
2064         int tries;
2065         int cpu;
2066
2067         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
2068                 cpu = find_later_rq(task);
2069
2070                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
2071                         break;
2072
2073                 later_rq = cpu_rq(cpu);
2074
2075                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
2076                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
2077                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
2078                         /*
2079                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
2080                          * retrying does not release any lock and is unlikely
2081                          * to yield a different result.
2082                          */
2083                         later_rq = NULL;
2084                         break;
2085                 }
2086
2087                 /* Retry if something changed. */
2088                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
2089                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
2090                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu, &task->cpus_mask) ||
2091                                      task_running(rq, task) ||
2092                                      !dl_task(task) ||
2093                                      !task_on_rq_queued(task))) {
2094                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2095                                 later_rq = NULL;
2096                                 break;
2097                         }
2098                 }
2099
2100                 /*
2101                  * If the rq we found has no -deadline task, or
2102                  * its earliest one has a later deadline than our
2103                  * task, the rq is a good one.
2104                  */
2105                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
2106                     dl_time_before(task->dl.deadline,
2107                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
2108                         break;
2109
2110                 /* Otherwise we try again. */
2111                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2112                 later_rq = NULL;
2113         }
2114
2115         return later_rq;
2116 }
2117
2118 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
2119 {
2120         struct task_struct *p;
2121
2122         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
2123                 return NULL;
2124
2125         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost,
2126                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
2127
2128         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
2129         BUG_ON(task_current(rq, p));
2130         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
2131
2132         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
2133         BUG_ON(!dl_task(p));
2134
2135         return p;
2136 }
2137
2138 /*
2139  * See if the non running -deadline tasks on this rq
2140  * can be sent to some other CPU where they can preempt
2141  * and start executing.
2142  */
2143 static int push_dl_task(struct rq *rq)
2144 {
2145         struct task_struct *next_task;
2146         struct rq *later_rq;
2147         int ret = 0;
2148
2149         if (!rq->dl.overloaded)
2150                 return 0;
2151
2152         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2153         if (!next_task)
2154                 return 0;
2155
2156 retry:
2157         if (is_migration_disabled(next_task))
2158                 return 0;
2159
2160         if (WARN_ON(next_task == rq->curr))
2161                 return 0;
2162
2163         /*
2164          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
2165          * can move away, it makes sense to just reschedule
2166          * without going further in pushing next_task.
2167          */
2168         if (dl_task(rq->curr) &&
2169             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
2170             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
2171                 resched_curr(rq);
2172                 return 0;
2173         }
2174
2175         /* We might release rq lock */
2176         get_task_struct(next_task);
2177
2178         /* Will lock the rq it'll find */
2179         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
2180         if (!later_rq) {
2181                 struct task_struct *task;
2182
2183                 /*
2184                  * We must check all this again, since
2185                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
2186                  * then possible that next_task has migrated.
2187                  */
2188                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2189                 if (task == next_task) {
2190                         /*
2191                          * The task is still there. We don't try
2192                          * again, some other CPU will pull it when ready.
2193                          */
2194                         goto out;
2195                 }
2196
2197                 if (!task)
2198                         /* No more tasks */
2199                         goto out;
2200
2201                 put_task_struct(next_task);
2202                 next_task = task;
2203                 goto retry;
2204         }
2205
2206         deactivate_task(rq, next_task, 0);
2207         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
2208
2209         /*
2210          * Update the later_rq clock here, because the clock is used
2211          * by the cpufreq_update_util() inside __add_running_bw().
2212          */
2213         update_rq_clock(later_rq);
2214         activate_task(later_rq, next_task, ENQUEUE_NOCLOCK);
2215         ret = 1;
2216
2217         resched_curr(later_rq);
2218
2219         double_unlock_balance(rq, later_rq);
2220
2221 out:
2222         put_task_struct(next_task);
2223
2224         return ret;
2225 }
2226
2227 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
2228 {
2229         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
2230         while (push_dl_task(rq))
2231                 ;
2232 }
2233
2234 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
2235 {
2236         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
2237         struct task_struct *p, *push_task;
2238         bool resched = false;
2239         struct rq *src_rq;
2240         u64 dmin = LONG_MAX;
2241
2242         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
2243                 return;
2244
2245         /*
2246          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
2247          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
2248          */
2249         smp_rmb();
2250
2251         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
2252                 if (this_cpu == cpu)
2253                         continue;
2254
2255                 src_rq = cpu_rq(cpu);
2256
2257                 /*
2258                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
2259                  * we are fine with this.
2260                  */
2261                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
2262                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
2263                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
2264                         continue;
2265
2266                 /* Might drop this_rq->lock */
2267                 push_task = NULL;
2268                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
2269
2270                 /*
2271                  * If there are no more pullable tasks on the
2272                  * rq, we're done with it.
2273                  */
2274                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
2275                         goto skip;
2276
2277                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
2278
2279                 /*
2280                  * We found a task to be pulled if:
2281                  *  - it preempts our current (if there's one),
2282                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
2283                  */
2284                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
2285                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
2286                      dl_time_before(p->dl.deadline,
2287                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
2288                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
2289                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
2290
2291                         /*
2292                          * Then we pull iff p has actually an earlier
2293                          * deadline than the current task of its runqueue.
2294                          */
2295                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
2296                                            src_rq->curr->dl.deadline))
2297                                 goto skip;
2298
2299                         if (is_migration_disabled(p)) {
2300                                 push_task = get_push_task(src_rq);
2301                         } else {
2302                                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
2303                                 set_task_cpu(p, this_cpu);
2304                                 activate_task(this_rq, p, 0);
2305                                 dmin = p->dl.deadline;
2306                                 resched = true;
2307                         }
2308
2309                         /* Is there any other task even earlier? */
2310                 }
2311 skip:
2312                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
2313
2314                 if (push_task) {
2315                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2316                         stop_one_cpu_nowait(src_rq->cpu, push_cpu_stop,
2317                                             push_task, &src_rq->push_work);
2318                         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2319                 }
2320         }
2321
2322         if (resched)
2323                 resched_curr(this_rq);
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
2328  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
2329  */
2330 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2331 {
2332         if (!task_running(rq, p) &&
2333             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
2334             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
2335             dl_task(rq->curr) &&
2336             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
2337              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
2338                 push_dl_tasks(rq);
2339         }
2340 }
2341
2342 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
2343                                 const struct cpumask *new_mask,
2344                                 u32 flags)
2345 {
2346         struct root_domain *src_rd;
2347         struct rq *rq;
2348
2349         BUG_ON(!dl_task(p));
2350
2351         rq = task_rq(p);
2352         src_rd = rq->rd;
2353         /*
2354          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
2355          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
2356          * update. We already made space for us in the destination
2357          * domain (see cpuset_can_attach()).
2358          */
2359         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
2360                 struct dl_bw *src_dl_b;
2361
2362                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
2363                 /*
2364                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
2365                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
2366                  * until we complete the update.
2367                  */
2368                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
2369                 __dl_sub(src_dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
2370                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
2371         }
2372
2373         set_cpus_allowed_common(p, new_mask, flags);
2374 }
2375
2376 /* Assumes rq->lock is held */
2377 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
2378 {
2379         if (rq->dl.overloaded)
2380                 dl_set_overload(rq);
2381
2382         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2383         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
2384                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr);
2385 }
2386
2387 /* Assumes rq->lock is held */
2388 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
2389 {
2390         if (rq->dl.overloaded)
2391                 dl_clear_overload(rq);
2392
2393         cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2394         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2395 }
2396
2397 void __init init_sched_dl_class(void)
2398 {
2399         unsigned int i;
2400
2401         for_each_possible_cpu(i)
2402                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
2403                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
2404 }
2405
2406 void dl_add_task_root_domain(struct task_struct *p)
2407 {
2408         struct rq_flags rf;
2409         struct rq *rq;
2410         struct dl_bw *dl_b;
2411
2412         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2413         if (!dl_task(p))
2414                 goto unlock;
2415
2416         dl_b = &rq->rd->dl_bw;
2417         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2418
2419         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(rq->rd->span));
2420
2421         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2422
2423 unlock:
2424         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2425 }
2426
2427 void dl_clear_root_domain(struct root_domain *rd)
2428 {
2429         unsigned long flags;
2430
2431         raw_spin_lock_irqsave(&rd->dl_bw.lock, flags);
2432         rd->dl_bw.total_bw = 0;
2433         raw_spin_unlock_irqrestore(&rd->dl_bw.lock, flags);
2434 }
2435
2436 #endif /* CONFIG_SMP */
2437
2438 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2439 {
2440         /*
2441          * task_non_contending() can start the "inactive timer" (if the 0-lag
2442          * time is in the future). If the task switches back to dl before
2443          * the "inactive timer" fires, it can continue to consume its current
2444          * runtime using its current deadline. If it stays outside of
2445          * SCHED_DEADLINE until the 0-lag time passes, inactive_task_timer()
2446          * will reset the task parameters.
2447          */
2448         if (task_on_rq_queued(p) && p->dl.dl_runtime)
2449                 task_non_contending(p);
2450
2451         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2452                 /*
2453                  * Inactive timer is armed. However, p is leaving DEADLINE and
2454                  * might migrate away from this rq while continuing to run on
2455                  * some other class. We need to remove its contribution from
2456                  * this rq running_bw now, or sub_rq_bw (below) will complain.
2457                  */
2458                 if (p->dl.dl_non_contending)
2459                         sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
2460                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2461         }
2462
2463         /*
2464          * We cannot use inactive_task_timer() to invoke sub_running_bw()
2465          * at the 0-lag time, because the task could have been migrated
2466          * while SCHED_OTHER in the meanwhile.
2467          */
2468         if (p->dl.dl_non_contending)
2469                 p->dl.dl_non_contending = 0;
2470
2471         /*
2472          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
2473          * this is the right place to try to pull some other one
2474          * from an overloaded CPU, if any.
2475          */
2476         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
2477                 return;
2478
2479         deadline_queue_pull_task(rq);
2480 }
2481
2482 /*
2483  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
2484  * we try to push someone off, if possible.
2485  */
2486 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2487 {
2488         if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
2489                 put_task_struct(p);
2490
2491         /* If p is not queued we will update its parameters at next wakeup. */
2492         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2493                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2494
2495                 return;
2496         }
2497
2498         if (rq->curr != p) {
2499 #ifdef CONFIG_SMP
2500                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
2501                         deadline_queue_push_tasks(rq);
2502 #endif
2503                 if (dl_task(rq->curr))
2504                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
2505                 else
2506                         resched_curr(rq);
2507         }
2508 }
2509
2510 /*
2511  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
2512  * a push or pull operation might be needed.
2513  */
2514 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2515                             int oldprio)
2516 {
2517         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
2518 #ifdef CONFIG_SMP
2519                 /*
2520                  * This might be too much, but unfortunately
2521                  * we don't have the old deadline value, and
2522                  * we can't argue if the task is increasing
2523                  * or lowering its prio, so...
2524                  */
2525                 if (!rq->dl.overloaded)
2526                         deadline_queue_pull_task(rq);
2527
2528                 /*
2529                  * If we now have a earlier deadline task than p,
2530                  * then reschedule, provided p is still on this
2531                  * runqueue.
2532                  */
2533                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
2534                         resched_curr(rq);
2535 #else
2536                 /*
2537                  * Again, we don't know if p has a earlier
2538                  * or later deadline, so let's blindly set a
2539                  * (maybe not needed) rescheduling point.
2540                  */
2541                 resched_curr(rq);
2542 #endif /* CONFIG_SMP */
2543         }
2544 }
2545
2546 DEFINE_SCHED_CLASS(dl) = {
2547
2548         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
2549         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
2550         .yield_task             = yield_task_dl,
2551
2552         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
2553
2554         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
2555         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
2556         .set_next_task          = set_next_task_dl,
2557
2558 #ifdef CONFIG_SMP
2559         .balance                = balance_dl,
2560         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
2561         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_dl,
2562         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
2563         .rq_online              = rq_online_dl,
2564         .rq_offline             = rq_offline_dl,
2565         .task_woken             = task_woken_dl,
2566         .find_lock_rq           = find_lock_later_rq,
2567 #endif
2568
2569         .task_tick              = task_tick_dl,
2570         .task_fork              = task_fork_dl,
2571
2572         .prio_changed           = prio_changed_dl,
2573         .switched_from          = switched_from_dl,
2574         .switched_to            = switched_to_dl,
2575
2576         .update_curr            = update_curr_dl,
2577 };
2578
2579 /* Used for dl_bw check and update, used under sched_rt_handler()::mutex */
2580 static u64 dl_generation;
2581
2582 int sched_dl_global_validate(void)
2583 {
2584         u64 runtime = global_rt_runtime();
2585         u64 period = global_rt_period();
2586         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
2587         u64 gen = ++dl_generation;
2588         struct dl_bw *dl_b;
2589         int cpu, cpus, ret = 0;
2590         unsigned long flags;
2591
2592         /*
2593          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
2594          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
2595          * any of the root_domains.
2596          */
2597         for_each_possible_cpu(cpu) {
2598                 rcu_read_lock_sched();
2599
2600                 if (dl_bw_visited(cpu, gen))
2601                         goto next;
2602
2603                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2604                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2605
2606                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2607                 if (new_bw * cpus < dl_b->total_bw)
2608                         ret = -EBUSY;
2609                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2610
2611 next:
2612                 rcu_read_unlock_sched();
2613
2614                 if (ret)
2615                         break;
2616         }
2617
2618         return ret;
2619 }
2620
2621 static void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq)
2622 {
2623         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF) {
2624                 dl_rq->bw_ratio = 1 << RATIO_SHIFT;
2625                 dl_rq->extra_bw = 1 << BW_SHIFT;
2626         } else {
2627                 dl_rq->bw_ratio = to_ratio(global_rt_runtime(),
2628                           global_rt_period()) >> (BW_SHIFT - RATIO_SHIFT);
2629                 dl_rq->extra_bw = to_ratio(global_rt_period(),
2630                                                     global_rt_runtime());
2631         }
2632 }
2633
2634 void sched_dl_do_global(void)
2635 {
2636         u64 new_bw = -1;
2637         u64 gen = ++dl_generation;
2638         struct dl_bw *dl_b;
2639         int cpu;
2640         unsigned long flags;
2641
2642         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
2643         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
2644
2645         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
2646                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
2647
2648         for_each_possible_cpu(cpu) {
2649                 rcu_read_lock_sched();
2650
2651                 if (dl_bw_visited(cpu, gen)) {
2652                         rcu_read_unlock_sched();
2653                         continue;
2654                 }
2655
2656                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2657
2658                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2659                 dl_b->bw = new_bw;
2660                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2661
2662                 rcu_read_unlock_sched();
2663                 init_dl_rq_bw_ratio(&cpu_rq(cpu)->dl);
2664         }
2665 }
2666
2667 /*
2668  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2669  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2670  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2671  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2672  *
2673  * This function is called while holding p's rq->lock.
2674  */
2675 int sched_dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2676                       const struct sched_attr *attr)
2677 {
2678         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2679         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2680         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2681         int cpus, err = -1, cpu = task_cpu(p);
2682         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(cpu);
2683         unsigned long cap;
2684
2685         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2686                 return 0;
2687
2688         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2689         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2690                 return 0;
2691
2692         /*
2693          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2694          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2695          * allocated bandwidth of the container.
2696          */
2697         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2698         cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2699         cap = dl_bw_capacity(cpu);
2700
2701         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2702             !__dl_overflow(dl_b, cap, 0, new_bw)) {
2703                 if (hrtimer_active(&p->dl.inactive_timer))
2704                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2705                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2706                 err = 0;
2707         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2708                    !__dl_overflow(dl_b, cap, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2709                 /*
2710                  * XXX this is slightly incorrect: when the task
2711                  * utilization decreases, we should delay the total
2712                  * utilization change until the task's 0-lag point.
2713                  * But this would require to set the task's "inactive
2714                  * timer" when the task is not inactive.
2715                  */
2716                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2717                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2718                 dl_change_utilization(p, new_bw);
2719                 err = 0;
2720         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2721                 /*
2722                  * Do not decrease the total deadline utilization here,
2723                  * switched_from_dl() will take care to do it at the correct
2724                  * (0-lag) time.
2725                  */
2726                 err = 0;
2727         }
2728         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2729
2730         return err;
2731 }
2732
2733 /*
2734  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
2735  * SCHED_DEADLINE task.
2736  *
2737  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
2738  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
2739  * for the first time with its new policy.
2740  */
2741 void __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2742 {
2743         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2744
2745         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
2746         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
2747         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
2748         dl_se->flags = attr->sched_flags;
2749         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
2750         dl_se->dl_density = to_ratio(dl_se->dl_deadline, dl_se->dl_runtime);
2751 }
2752
2753 void __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
2754 {
2755         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2756
2757         attr->sched_priority = p->rt_priority;
2758         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
2759         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
2760         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
2761         attr->sched_flags = dl_se->flags;
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Default limits for DL period; on the top end we guard against small util
2766  * tasks still getting rediculous long effective runtimes, on the bottom end we
2767  * guard against timer DoS.
2768  */
2769 unsigned int sysctl_sched_dl_period_max = 1 << 22; /* ~4 seconds */
2770 unsigned int sysctl_sched_dl_period_min = 100;     /* 100 us */
2771
2772 /*
2773  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
2774  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
2775  * than the runtime, as well as the period of being zero or
2776  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
2777  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
2778  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
2779  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
2780  * sched_period, as the latter can be zero).
2781  */
2782 bool __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
2783 {
2784         u64 period, max, min;
2785
2786         /* special dl tasks don't actually use any parameter */
2787         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2788                 return true;
2789
2790         /* deadline != 0 */
2791         if (attr->sched_deadline == 0)
2792                 return false;
2793
2794         /*
2795          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
2796          * that big.
2797          */
2798         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
2799                 return false;
2800
2801         /*
2802          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
2803          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
2804          */
2805         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
2806             attr->sched_period & (1ULL << 63))
2807                 return false;
2808
2809         period = attr->sched_period;
2810         if (!period)
2811                 period = attr->sched_deadline;
2812
2813         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
2814         if (period < attr->sched_deadline ||
2815             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
2816                 return false;
2817
2818         max = (u64)READ_ONCE(sysctl_sched_dl_period_max) * NSEC_PER_USEC;
2819         min = (u64)READ_ONCE(sysctl_sched_dl_period_min) * NSEC_PER_USEC;
2820
2821         if (period < min || period > max)
2822                 return false;
2823
2824         return true;
2825 }
2826
2827 /*
2828  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2829  */
2830 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2831 {
2832         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2833
2834         dl_se->dl_runtime               = 0;
2835         dl_se->dl_deadline              = 0;
2836         dl_se->dl_period                = 0;
2837         dl_se->flags                    = 0;
2838         dl_se->dl_bw                    = 0;
2839         dl_se->dl_density               = 0;
2840
2841         dl_se->dl_throttled             = 0;
2842         dl_se->dl_yielded               = 0;
2843         dl_se->dl_non_contending        = 0;
2844         dl_se->dl_overrun               = 0;
2845
2846 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
2847         dl_se->pi_se                    = dl_se;
2848 #endif
2849 }
2850
2851 bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2852 {
2853         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2854
2855         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
2856             dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
2857             dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
2858             dl_se->flags != attr->sched_flags)
2859                 return true;
2860
2861         return false;
2862 }
2863
2864 #ifdef CONFIG_SMP
2865 int dl_task_can_attach(struct task_struct *p, const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
2866 {
2867         unsigned long flags, cap;
2868         unsigned int dest_cpu;
2869         struct dl_bw *dl_b;
2870         bool overflow;
2871         int ret;
2872
2873         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs_cpus_allowed);
2874
2875         rcu_read_lock_sched();
2876         dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
2877         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2878         cap = dl_bw_capacity(dest_cpu);
2879         overflow = __dl_overflow(dl_b, cap, 0, p->dl.dl_bw);
2880         if (overflow) {
2881                 ret = -EBUSY;
2882         } else {
2883                 /*
2884                  * We reserve space for this task in the destination
2885                  * root_domain, as we can't fail after this point.
2886                  * We will free resources in the source root_domain
2887                  * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
2888                  */
2889                 int cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
2890
2891                 __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2892                 ret = 0;
2893         }
2894         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2895         rcu_read_unlock_sched();
2896
2897         return ret;
2898 }
2899
2900 int dl_cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
2901                                  const struct cpumask *trial)
2902 {
2903         int ret = 1, trial_cpus;
2904         struct dl_bw *cur_dl_b;
2905         unsigned long flags;
2906
2907         rcu_read_lock_sched();
2908         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
2909         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
2910
2911         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
2912         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
2913             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
2914                 ret = 0;
2915         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
2916         rcu_read_unlock_sched();
2917
2918         return ret;
2919 }
2920
2921 bool dl_cpu_busy(unsigned int cpu)
2922 {
2923         unsigned long flags, cap;
2924         struct dl_bw *dl_b;
2925         bool overflow;
2926
2927         rcu_read_lock_sched();
2928         dl_b = dl_bw_of(cpu);
2929         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2930         cap = dl_bw_capacity(cpu);
2931         overflow = __dl_overflow(dl_b, cap, 0, 0);
2932         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2933         rcu_read_unlock_sched();
2934
2935         return overflow;
2936 }
2937 #endif
2938
2939 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2940 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
2941 {
2942         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
2943 }
2944 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */