sched/deadline: Don't balance during wakeup if wakee is pinned
[cascardo/linux.git] / kernel / sched / deadline.c
1 /*
2  * Deadline Scheduling Class (SCHED_DEADLINE)
3  *
4  * Earliest Deadline First (EDF) + Constant Bandwidth Server (CBS).
5  *
6  * Tasks that periodically executes their instances for less than their
7  * runtime won't miss any of their deadlines.
8  * Tasks that are not periodic or sporadic or that tries to execute more
9  * than their reserved bandwidth will be slowed down (and may potentially
10  * miss some of their deadlines), and won't affect any other task.
11  *
12  * Copyright (C) 2012 Dario Faggioli <raistlin@linux.it>,
13  *                    Juri Lelli <juri.lelli@gmail.com>,
14  *                    Michael Trimarchi <michael@amarulasolutions.com>,
15  *                    Fabio Checconi <fchecconi@gmail.com>
16  */
17 #include "sched.h"
18
19 #include <linux/slab.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 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
47 {
48         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
49
50         return dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
51 }
52
53 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
54 {
55         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
56         dl_b->dl_period = period;
57         dl_b->dl_runtime = runtime;
58 }
59
60 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
61 {
62         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
63         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
64         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
65                 dl_b->bw = -1;
66         else
67                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
68         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
69         dl_b->total_bw = 0;
70 }
71
72 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq, struct rq *rq)
73 {
74         dl_rq->rb_root = RB_ROOT;
75
76 #ifdef CONFIG_SMP
77         /* zero means no -deadline tasks */
78         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
79
80         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
81         dl_rq->overloaded = 0;
82         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT;
83 #else
84         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
85 #endif
86 }
87
88 #ifdef CONFIG_SMP
89
90 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
91 {
92         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
93 }
94
95 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
96 {
97         if (!rq->online)
98                 return;
99
100         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
101         /*
102          * Must be visible before the overload count is
103          * set (as in sched_rt.c).
104          *
105          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
106          */
107         smp_wmb();
108         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
109 }
110
111 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
112 {
113         if (!rq->online)
114                 return;
115
116         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
117         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
118 }
119
120 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
121 {
122         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
123                 if (!dl_rq->overloaded) {
124                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
125                         dl_rq->overloaded = 1;
126                 }
127         } else if (dl_rq->overloaded) {
128                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
129                 dl_rq->overloaded = 0;
130         }
131 }
132
133 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
134 {
135         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
136
137         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
138                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
139
140         update_dl_migration(dl_rq);
141 }
142
143 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
144 {
145         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
146
147         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
148                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
149
150         update_dl_migration(dl_rq);
151 }
152
153 /*
154  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
155  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
156  */
157 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
158 {
159         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
160         struct rb_node **link = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_node;
161         struct rb_node *parent = NULL;
162         struct task_struct *entry;
163         int leftmost = 1;
164
165         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
166
167         while (*link) {
168                 parent = *link;
169                 entry = rb_entry(parent, struct task_struct,
170                                  pushable_dl_tasks);
171                 if (dl_entity_preempt(&p->dl, &entry->dl))
172                         link = &parent->rb_left;
173                 else {
174                         link = &parent->rb_right;
175                         leftmost = 0;
176                 }
177         }
178
179         if (leftmost)
180                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = &p->pushable_dl_tasks;
181
182         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
183         rb_insert_color(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
184 }
185
186 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
187 {
188         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
189
190         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
191                 return;
192
193         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
194                 struct rb_node *next_node;
195
196                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
197                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = next_node;
198         }
199
200         rb_erase(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
201         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
202 }
203
204 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
205 {
206         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root);
207 }
208
209 static int push_dl_task(struct rq *rq);
210
211 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
212 {
213         return dl_task(prev);
214 }
215
216 static inline void set_post_schedule(struct rq *rq)
217 {
218         rq->post_schedule = has_pushable_dl_tasks(rq);
219 }
220
221 #else
222
223 static inline
224 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
225 {
226 }
227
228 static inline
229 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
230 {
231 }
232
233 static inline
234 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
235 {
236 }
237
238 static inline
239 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
240 {
241 }
242
243 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
244 {
245         return false;
246 }
247
248 static inline int pull_dl_task(struct rq *rq)
249 {
250         return 0;
251 }
252
253 static inline void set_post_schedule(struct rq *rq)
254 {
255 }
256 #endif /* CONFIG_SMP */
257
258 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
259 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
260 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
261                                   int flags);
262
263 /*
264  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
265  * and this means that:
266  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
267  *    current time + relative deadline;
268  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
269  *
270  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
271  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
272  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
273  * parameters.
274  */
275 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
276                                        struct sched_dl_entity *pi_se)
277 {
278         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
279         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
280
281         WARN_ON(!dl_se->dl_new || dl_se->dl_throttled);
282
283         /*
284          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
285          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
286          * spent on hardirq context, etc.).
287          */
288         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
289         dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
290         dl_se->dl_new = 0;
291 }
292
293 /*
294  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
295  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
296  * exhausting its runtime.
297  *
298  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
299  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
300  * other entities.
301  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
302  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
303  *
304  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
305  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
306  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
307  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
308  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
309  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
310  */
311 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
312                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
313 {
314         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
315         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
316
317         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
318
319         /*
320          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
321          * Just go with full inherited parameters.
322          */
323         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
324                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
325                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
326         }
327
328         /*
329          * We keep moving the deadline away until we get some
330          * available runtime for the entity. This ensures correct
331          * handling of situations where the runtime overrun is
332          * arbitrary large.
333          */
334         while (dl_se->runtime <= 0) {
335                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
336                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
337         }
338
339         /*
340          * At this point, the deadline really should be "in
341          * the future" with respect to rq->clock. If it's
342          * not, we are, for some reason, lagging too much!
343          * Anyway, after having warn userspace abut that,
344          * we still try to keep the things running by
345          * resetting the deadline and the budget of the
346          * entity.
347          */
348         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
349                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged to much\n");
350                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
351                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
352         }
353 }
354
355 /*
356  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
357  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
358  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
359  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
360  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
361  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
362  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
363  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
364  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
365  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
366  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
367  * Documentation/scheduler/sched-deadline.txt for more informations).
368  *
369  * This function returns true if:
370  *
371  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_period ,
372  *
373  * IOW we can't recycle current parameters.
374  *
375  * Notice that the bandwidth check is done against the period. For
376  * task with deadline equal to period this is the same of using
377  * dl_deadline instead of dl_period in the equation above.
378  */
379 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
380                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
381 {
382         u64 left, right;
383
384         /*
385          * left and right are the two sides of the equation above,
386          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
387          * of divisions.
388          *
389          * Note that none of the time values involved in the two
390          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
391          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
392          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
393          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
394          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
395          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
396          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
397          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
398          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
399          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
400          * (but still we want to give the user that illusion >;).
401          */
402         left = (pi_se->dl_period >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
403         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
404                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
405
406         return dl_time_before(right, left);
407 }
408
409 /*
410  * When a -deadline entity is queued back on the runqueue, its runtime and
411  * deadline might need updating.
412  *
413  * The policy here is that we update the deadline of the entity only if:
414  *  - the current deadline is in the past,
415  *  - using the remaining runtime with the current deadline would make
416  *    the entity exceed its bandwidth.
417  */
418 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
419                              struct sched_dl_entity *pi_se)
420 {
421         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
422         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
423
424         /*
425          * The arrival of a new instance needs special treatment, i.e.,
426          * the actual scheduling parameters have to be "renewed".
427          */
428         if (dl_se->dl_new) {
429                 setup_new_dl_entity(dl_se, pi_se);
430                 return;
431         }
432
433         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
434             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
435                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
436                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
437         }
438 }
439
440 /*
441  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
442  * while waiting for some new execution time to become available, we
443  * set the bandwidth enforcement timer to the replenishment instant
444  * and try to activate it.
445  *
446  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
447  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
448  * the future or in the past).
449  */
450 static int start_dl_timer(struct sched_dl_entity *dl_se, bool boosted)
451 {
452         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
453         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
454         ktime_t now, act;
455         ktime_t soft, hard;
456         unsigned long range;
457         s64 delta;
458
459         if (boosted)
460                 return 0;
461         /*
462          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
463          * that it is actually coming from rq->clock and not from
464          * hrtimer's time base reading.
465          */
466         act = ns_to_ktime(dl_se->deadline);
467         now = hrtimer_cb_get_time(&dl_se->dl_timer);
468         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
469         act = ktime_add_ns(act, delta);
470
471         /*
472          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
473          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
474          * start the timer in the past!
475          */
476         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
477                 return 0;
478
479         hrtimer_set_expires(&dl_se->dl_timer, act);
480
481         soft = hrtimer_get_softexpires(&dl_se->dl_timer);
482         hard = hrtimer_get_expires(&dl_se->dl_timer);
483         range = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
484         __hrtimer_start_range_ns(&dl_se->dl_timer, soft,
485                                  range, HRTIMER_MODE_ABS, 0);
486
487         return hrtimer_active(&dl_se->dl_timer);
488 }
489
490 /*
491  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
492  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
493  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
494  *
495  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
496  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
497  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
498  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
499  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
500  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
501  * next call to enqueue_task_dl().
502  */
503 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
504 {
505         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
506                                                      struct sched_dl_entity,
507                                                      dl_timer);
508         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
509         struct rq *rq;
510 again:
511         rq = task_rq(p);
512         raw_spin_lock(&rq->lock);
513
514         if (rq != task_rq(p)) {
515                 /* Task was moved, retrying. */
516                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
517                 goto again;
518         }
519
520         /*
521          * We need to take care of several possible races here:
522          *
523          *   - the task might have changed its scheduling policy
524          *     to something different than SCHED_DEADLINE
525          *   - the task might have changed its reservation parameters
526          *     (through sched_setattr())
527          *   - the task might have been boosted by someone else and
528          *     might be in the boosting/deboosting path
529          *
530          * In all this cases we bail out, as the task is already
531          * in the runqueue or is going to be enqueued back anyway.
532          */
533         if (!dl_task(p) || dl_se->dl_new ||
534             dl_se->dl_boosted || !dl_se->dl_throttled)
535                 goto unlock;
536
537         sched_clock_tick();
538         update_rq_clock(rq);
539         dl_se->dl_throttled = 0;
540         dl_se->dl_yielded = 0;
541         if (task_on_rq_queued(p)) {
542                 enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
543                 if (dl_task(rq->curr))
544                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
545                 else
546                         resched_curr(rq);
547 #ifdef CONFIG_SMP
548                 /*
549                  * Queueing this task back might have overloaded rq,
550                  * check if we need to kick someone away.
551                  */
552                 if (has_pushable_dl_tasks(rq))
553                         push_dl_task(rq);
554 #endif
555         }
556 unlock:
557         raw_spin_unlock(&rq->lock);
558
559         return HRTIMER_NORESTART;
560 }
561
562 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
563 {
564         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
565
566         if (hrtimer_active(timer)) {
567                 hrtimer_try_to_cancel(timer);
568                 return;
569         }
570
571         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
572         timer->function = dl_task_timer;
573 }
574
575 static
576 int dl_runtime_exceeded(struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
577 {
578         int dmiss = dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq));
579         int rorun = dl_se->runtime <= 0;
580
581         if (!rorun && !dmiss)
582                 return 0;
583
584         /*
585          * If we are beyond our current deadline and we are still
586          * executing, then we have already used some of the runtime of
587          * the next instance. Thus, if we do not account that, we are
588          * stealing bandwidth from the system at each deadline miss!
589          */
590         if (dmiss) {
591                 dl_se->runtime = rorun ? dl_se->runtime : 0;
592                 dl_se->runtime -= rq_clock(rq) - dl_se->deadline;
593         }
594
595         return 1;
596 }
597
598 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
599
600 /*
601  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
602  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
603  */
604 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
605 {
606         struct task_struct *curr = rq->curr;
607         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
608         u64 delta_exec;
609
610         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
611                 return;
612
613         /*
614          * Consumed budget is computed considering the time as
615          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
616          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
617          * computed using hard walltime. This seems to be the more
618          * natural solution, but the full ramifications of this
619          * approach need further study.
620          */
621         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
622         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
623                 return;
624
625         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
626                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
627
628         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
629         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
630
631         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
632         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
633
634         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
635
636         dl_se->runtime -= delta_exec;
637         if (dl_runtime_exceeded(rq, dl_se)) {
638                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
639                 if (likely(start_dl_timer(dl_se, curr->dl.dl_boosted)))
640                         dl_se->dl_throttled = 1;
641                 else
642                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
643
644                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
645                         resched_curr(rq);
646         }
647
648         /*
649          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
650          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
651          * would be able to exceed the shared quota.
652          *
653          * Account to the root rt group for now.
654          *
655          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
656          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
657          * out before that can happen.
658          */
659         if (rt_bandwidth_enabled()) {
660                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
661
662                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
663                 /*
664                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
665                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
666                  * bandwidth is relevant.
667                  */
668                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
669                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
670                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
671         }
672 }
673
674 #ifdef CONFIG_SMP
675
676 static struct task_struct *pick_next_earliest_dl_task(struct rq *rq, int cpu);
677
678 static inline u64 next_deadline(struct rq *rq)
679 {
680         struct task_struct *next = pick_next_earliest_dl_task(rq, rq->cpu);
681
682         if (next && dl_prio(next->prio))
683                 return next->dl.deadline;
684         else
685                 return 0;
686 }
687
688 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
689 {
690         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
691
692         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
693             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
694                 /*
695                  * If the dl_rq had no -deadline tasks, or if the new task
696                  * has shorter deadline than the current one on dl_rq, we
697                  * know that the previous earliest becomes our next earliest,
698                  * as the new task becomes the earliest itself.
699                  */
700                 dl_rq->earliest_dl.next = dl_rq->earliest_dl.curr;
701                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
702                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline, 1);
703         } else if (dl_rq->earliest_dl.next == 0 ||
704                    dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.next)) {
705                 /*
706                  * On the other hand, if the new -deadline task has a
707                  * a later deadline than the earliest one on dl_rq, but
708                  * it is earlier than the next (if any), we must
709                  * recompute the next-earliest.
710                  */
711                 dl_rq->earliest_dl.next = next_deadline(rq);
712         }
713 }
714
715 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
716 {
717         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
718
719         /*
720          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
721          * task we must recompute them.
722          */
723         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
724                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
725                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
726                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
727         } else {
728                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->rb_leftmost;
729                 struct sched_dl_entity *entry;
730
731                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
732                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
733                 dl_rq->earliest_dl.next = next_deadline(rq);
734                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline, 1);
735         }
736 }
737
738 #else
739
740 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
741 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
742
743 #endif /* CONFIG_SMP */
744
745 static inline
746 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
747 {
748         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
749         u64 deadline = dl_se->deadline;
750
751         WARN_ON(!dl_prio(prio));
752         dl_rq->dl_nr_running++;
753         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
754
755         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
756         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
757 }
758
759 static inline
760 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
761 {
762         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
763
764         WARN_ON(!dl_prio(prio));
765         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
766         dl_rq->dl_nr_running--;
767         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
768
769         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
770         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
771 }
772
773 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
774 {
775         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
776         struct rb_node **link = &dl_rq->rb_root.rb_node;
777         struct rb_node *parent = NULL;
778         struct sched_dl_entity *entry;
779         int leftmost = 1;
780
781         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
782
783         while (*link) {
784                 parent = *link;
785                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
786                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
787                         link = &parent->rb_left;
788                 else {
789                         link = &parent->rb_right;
790                         leftmost = 0;
791                 }
792         }
793
794         if (leftmost)
795                 dl_rq->rb_leftmost = &dl_se->rb_node;
796
797         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
798         rb_insert_color(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
799
800         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
801 }
802
803 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
804 {
805         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
806
807         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
808                 return;
809
810         if (dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node) {
811                 struct rb_node *next_node;
812
813                 next_node = rb_next(&dl_se->rb_node);
814                 dl_rq->rb_leftmost = next_node;
815         }
816
817         rb_erase(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
818         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
819
820         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
821 }
822
823 static void
824 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
825                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
826 {
827         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
828
829         /*
830          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
831          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
832          * we want a replenishment of its runtime.
833          */
834         if (!dl_se->dl_new && flags & ENQUEUE_REPLENISH)
835                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
836         else
837                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
838
839         __enqueue_dl_entity(dl_se);
840 }
841
842 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
843 {
844         __dequeue_dl_entity(dl_se);
845 }
846
847 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
848 {
849         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
850         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
851
852         /*
853          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter
854          * task if we have one and its (relative) deadline is
855          * smaller than our one... OTW we keep our runtime and
856          * deadline.
857          */
858         if (pi_task && p->dl.dl_boosted && dl_prio(pi_task->normal_prio)) {
859                 pi_se = &pi_task->dl;
860         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
861                 /*
862                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
863                  * that is going to be deboosted, but exceedes its
864                  * runtime while doing so. No point in replenishing
865                  * it, as it's going to return back to its original
866                  * scheduling class after this.
867                  */
868                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
869                 return;
870         }
871
872         /*
873          * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
874          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
875          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
876          * run yet) will take care of this.
877          */
878         if (p->dl.dl_throttled)
879                 return;
880
881         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
882
883         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
884                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
885 }
886
887 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
888 {
889         dequeue_dl_entity(&p->dl);
890         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
891 }
892
893 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
894 {
895         update_curr_dl(rq);
896         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
897 }
898
899 /*
900  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
901  *
902  *   get off from the CPU until our next instance, with
903  *   a new runtime. This is of little use now, since we
904  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
905  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
906  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
907  *   is available for other task instances to use it.
908  */
909 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
910 {
911         struct task_struct *p = rq->curr;
912
913         /*
914          * We make the task go to sleep until its current deadline by
915          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
916          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
917          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
918          */
919         if (p->dl.runtime > 0) {
920                 rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
921                 p->dl.runtime = 0;
922         }
923         update_curr_dl(rq);
924 }
925
926 #ifdef CONFIG_SMP
927
928 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
929
930 static int
931 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
932 {
933         struct task_struct *curr;
934         struct rq *rq;
935
936         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
937                 goto out;
938
939         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
940                 goto out;
941
942         rq = cpu_rq(cpu);
943
944         rcu_read_lock();
945         curr = ACCESS_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
946
947         /*
948          * If we are dealing with a -deadline task, we must
949          * decide where to wake it up.
950          * If it has a later deadline and the current task
951          * on this rq can't move (provided the waking task
952          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
953          * other hand, if it has a shorter deadline, we
954          * try to make it stay here, it might be important.
955          */
956         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
957             (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
958              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
959             (p->nr_cpus_allowed > 1)) {
960                 int target = find_later_rq(p);
961
962                 if (target != -1)
963                         cpu = target;
964         }
965         rcu_read_unlock();
966
967 out:
968         return cpu;
969 }
970
971 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
972 {
973         /*
974          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
975          * let's hope p can move out.
976          */
977         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
978             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
979                 return;
980
981         /*
982          * p is migratable, so let's not schedule it and
983          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
984          */
985         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
986             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
987                 return;
988
989         resched_curr(rq);
990 }
991
992 static int pull_dl_task(struct rq *this_rq);
993
994 #endif /* CONFIG_SMP */
995
996 /*
997  * Only called when both the current and waking task are -deadline
998  * tasks.
999  */
1000 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1001                                   int flags)
1002 {
1003         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1004                 resched_curr(rq);
1005                 return;
1006         }
1007
1008 #ifdef CONFIG_SMP
1009         /*
1010          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1011          * let us try to decide what's the best thing to do...
1012          */
1013         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1014             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1015                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1016 #endif /* CONFIG_SMP */
1017 }
1018
1019 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1020 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1021 {
1022         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1023 }
1024 #endif
1025
1026 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1027                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1028 {
1029         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1030
1031         if (!left)
1032                 return NULL;
1033
1034         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1035 }
1036
1037 struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1038 {
1039         struct sched_dl_entity *dl_se;
1040         struct task_struct *p;
1041         struct dl_rq *dl_rq;
1042
1043         dl_rq = &rq->dl;
1044
1045         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1046                 pull_dl_task(rq);
1047                 /*
1048                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1049                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1050                  * re-start task selection.
1051                  */
1052                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1053                         return RETRY_TASK;
1054         }
1055
1056         /*
1057          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1058          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1059          */
1060         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1061                 update_curr_dl(rq);
1062
1063         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1064                 return NULL;
1065
1066         put_prev_task(rq, prev);
1067
1068         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1069         BUG_ON(!dl_se);
1070
1071         p = dl_task_of(dl_se);
1072         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1073
1074         /* Running task will never be pushed. */
1075        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1076
1077 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1078         if (hrtick_enabled(rq))
1079                 start_hrtick_dl(rq, p);
1080 #endif
1081
1082         set_post_schedule(rq);
1083
1084         return p;
1085 }
1086
1087 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1088 {
1089         update_curr_dl(rq);
1090
1091         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1092                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1093 }
1094
1095 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1096 {
1097         update_curr_dl(rq);
1098
1099 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1100         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0)
1101                 start_hrtick_dl(rq, p);
1102 #endif
1103 }
1104
1105 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1106 {
1107         /*
1108          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1109          * sched_fork()
1110          */
1111 }
1112
1113 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1114 {
1115         struct hrtimer *timer = &p->dl.dl_timer;
1116         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1117
1118         /*
1119          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1120          */
1121         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1122         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1123         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1124
1125         hrtimer_cancel(timer);
1126 }
1127
1128 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1129 {
1130         struct task_struct *p = rq->curr;
1131
1132         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1133
1134         /* You can't push away the running task */
1135         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1136 }
1137
1138 #ifdef CONFIG_SMP
1139
1140 /* Only try algorithms three times */
1141 #define DL_MAX_TRIES 3
1142
1143 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1144 {
1145         if (!task_running(rq, p) &&
1146             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1147                 return 1;
1148         return 0;
1149 }
1150
1151 /* Returns the second earliest -deadline task, NULL otherwise */
1152 static struct task_struct *pick_next_earliest_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1153 {
1154         struct rb_node *next_node = rq->dl.rb_leftmost;
1155         struct sched_dl_entity *dl_se;
1156         struct task_struct *p = NULL;
1157
1158 next_node:
1159         next_node = rb_next(next_node);
1160         if (next_node) {
1161                 dl_se = rb_entry(next_node, struct sched_dl_entity, rb_node);
1162                 p = dl_task_of(dl_se);
1163
1164                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1165                         return p;
1166
1167                 goto next_node;
1168         }
1169
1170         return NULL;
1171 }
1172
1173 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1174
1175 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1176 {
1177         struct sched_domain *sd;
1178         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1179         int this_cpu = smp_processor_id();
1180         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1181
1182         /* Make sure the mask is initialized first */
1183         if (unlikely(!later_mask))
1184                 return -1;
1185
1186         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1187                 return -1;
1188
1189         /*
1190          * We have to consider system topology and task affinity
1191          * first, then we can look for a suitable cpu.
1192          */
1193         cpumask_copy(later_mask, task_rq(task)->rd->span);
1194         cpumask_and(later_mask, later_mask, cpu_active_mask);
1195         cpumask_and(later_mask, later_mask, &task->cpus_allowed);
1196         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1197                         task, later_mask);
1198         if (best_cpu == -1)
1199                 return -1;
1200
1201         /*
1202          * If we are here, some target has been found,
1203          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1204          * This is, among the runqueues where the current tasks
1205          * have later deadlines than the task's one, the rq
1206          * with the latest possible one.
1207          *
1208          * Now we check how well this matches with task's
1209          * affinity and system topology.
1210          *
1211          * The last cpu where the task run is our first
1212          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1213          */
1214         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1215                 return cpu;
1216         /*
1217          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1218          * not in the mask) or not.
1219          */
1220         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1221                 this_cpu = -1;
1222
1223         rcu_read_lock();
1224         for_each_domain(cpu, sd) {
1225                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1226
1227                         /*
1228                          * If possible, preempting this_cpu is
1229                          * cheaper than migrating.
1230                          */
1231                         if (this_cpu != -1 &&
1232                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1233                                 rcu_read_unlock();
1234                                 return this_cpu;
1235                         }
1236
1237                         /*
1238                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1239                          * in the mask, that becomes our choice.
1240                          */
1241                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1242                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1243                                 rcu_read_unlock();
1244                                 return best_cpu;
1245                         }
1246                 }
1247         }
1248         rcu_read_unlock();
1249
1250         /*
1251          * At this point, all our guesses failed, we just return
1252          * 'something', and let the caller sort the things out.
1253          */
1254         if (this_cpu != -1)
1255                 return this_cpu;
1256
1257         cpu = cpumask_any(later_mask);
1258         if (cpu < nr_cpu_ids)
1259                 return cpu;
1260
1261         return -1;
1262 }
1263
1264 /* Locks the rq it finds */
1265 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1266 {
1267         struct rq *later_rq = NULL;
1268         int tries;
1269         int cpu;
1270
1271         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1272                 cpu = find_later_rq(task);
1273
1274                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1275                         break;
1276
1277                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1278
1279                 /* Retry if something changed. */
1280                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1281                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1282                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1283                                                        &task->cpus_allowed) ||
1284                                      task_running(rq, task) ||
1285                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1286                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1287                                 later_rq = NULL;
1288                                 break;
1289                         }
1290                 }
1291
1292                 /*
1293                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1294                  * its earliest one has a later deadline than our
1295                  * task, the rq is a good one.
1296                  */
1297                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1298                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1299                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1300                         break;
1301
1302                 /* Otherwise we try again. */
1303                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1304                 later_rq = NULL;
1305         }
1306
1307         return later_rq;
1308 }
1309
1310 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1311 {
1312         struct task_struct *p;
1313
1314         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1315                 return NULL;
1316
1317         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1318                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1319
1320         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1321         BUG_ON(task_current(rq, p));
1322         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
1323
1324         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1325         BUG_ON(!dl_task(p));
1326
1327         return p;
1328 }
1329
1330 /*
1331  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1332  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1333  * and start executing.
1334  */
1335 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1336 {
1337         struct task_struct *next_task;
1338         struct rq *later_rq;
1339
1340         if (!rq->dl.overloaded)
1341                 return 0;
1342
1343         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1344         if (!next_task)
1345                 return 0;
1346
1347 retry:
1348         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1349                 WARN_ON(1);
1350                 return 0;
1351         }
1352
1353         /*
1354          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1355          * can move away, it makes sense to just reschedule
1356          * without going further in pushing next_task.
1357          */
1358         if (dl_task(rq->curr) &&
1359             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1360             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
1361                 resched_curr(rq);
1362                 return 0;
1363         }
1364
1365         /* We might release rq lock */
1366         get_task_struct(next_task);
1367
1368         /* Will lock the rq it'll find */
1369         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1370         if (!later_rq) {
1371                 struct task_struct *task;
1372
1373                 /*
1374                  * We must check all this again, since
1375                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1376                  * then possible that next_task has migrated.
1377                  */
1378                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1379                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1380                         /*
1381                          * The task is still there. We don't try
1382                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1383                          */
1384                         dequeue_pushable_dl_task(rq, next_task);
1385                         goto out;
1386                 }
1387
1388                 if (!task)
1389                         /* No more tasks */
1390                         goto out;
1391
1392                 put_task_struct(next_task);
1393                 next_task = task;
1394                 goto retry;
1395         }
1396
1397         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1398         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1399         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1400
1401         resched_curr(later_rq);
1402
1403         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1404
1405 out:
1406         put_task_struct(next_task);
1407
1408         return 1;
1409 }
1410
1411 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1412 {
1413         /* Terminates as it moves a -deadline task */
1414         while (push_dl_task(rq))
1415                 ;
1416 }
1417
1418 static int pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1419 {
1420         int this_cpu = this_rq->cpu, ret = 0, cpu;
1421         struct task_struct *p;
1422         struct rq *src_rq;
1423         u64 dmin = LONG_MAX;
1424
1425         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1426                 return 0;
1427
1428         /*
1429          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1430          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1431          */
1432         smp_rmb();
1433
1434         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1435                 if (this_cpu == cpu)
1436                         continue;
1437
1438                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1439
1440                 /*
1441                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1442                  * we are fine with this.
1443                  */
1444                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1445                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1446                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1447                         continue;
1448
1449                 /* Might drop this_rq->lock */
1450                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1451
1452                 /*
1453                  * If there are no more pullable tasks on the
1454                  * rq, we're done with it.
1455                  */
1456                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1457                         goto skip;
1458
1459                 p = pick_next_earliest_dl_task(src_rq, this_cpu);
1460
1461                 /*
1462                  * We found a task to be pulled if:
1463                  *  - it preempts our current (if there's one),
1464                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1465                  */
1466                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1467                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1468                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1469                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1470                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1471                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1472
1473                         /*
1474                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1475                          * deadline than the current task of its runqueue.
1476                          */
1477                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1478                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1479                                 goto skip;
1480
1481                         ret = 1;
1482
1483                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1484                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1485                         activate_task(this_rq, p, 0);
1486                         dmin = p->dl.deadline;
1487
1488                         /* Is there any other task even earlier? */
1489                 }
1490 skip:
1491                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1492         }
1493
1494         return ret;
1495 }
1496
1497 static void post_schedule_dl(struct rq *rq)
1498 {
1499         push_dl_tasks(rq);
1500 }
1501
1502 /*
1503  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1504  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1505  */
1506 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1507 {
1508         if (!task_running(rq, p) &&
1509             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1510             has_pushable_dl_tasks(rq) &&
1511             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
1512             dl_task(rq->curr) &&
1513             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1514              dl_entity_preempt(&rq->curr->dl, &p->dl))) {
1515                 push_dl_tasks(rq);
1516         }
1517 }
1518
1519 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1520                                 const struct cpumask *new_mask)
1521 {
1522         struct rq *rq;
1523         struct root_domain *src_rd;
1524         int weight;
1525
1526         BUG_ON(!dl_task(p));
1527
1528         rq = task_rq(p);
1529         src_rd = rq->rd;
1530         /*
1531          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
1532          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
1533          * update. We already made space for us in the destination
1534          * domain (see cpuset_can_attach()).
1535          */
1536         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
1537                 struct dl_bw *src_dl_b;
1538
1539                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
1540                 /*
1541                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
1542                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
1543                  * until we complete the update.
1544                  */
1545                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
1546                 __dl_clear(src_dl_b, p->dl.dl_bw);
1547                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
1548         }
1549
1550         /*
1551          * Update only if the task is actually running (i.e.,
1552          * it is on the rq AND it is not throttled).
1553          */
1554         if (!on_dl_rq(&p->dl))
1555                 return;
1556
1557         weight = cpumask_weight(new_mask);
1558
1559         /*
1560          * Only update if the process changes its state from whether it
1561          * can migrate or not.
1562          */
1563         if ((p->nr_cpus_allowed > 1) == (weight > 1))
1564                 return;
1565
1566         /*
1567          * The process used to be able to migrate OR it can now migrate
1568          */
1569         if (weight <= 1) {
1570                 if (!task_current(rq, p))
1571                         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1572                 BUG_ON(!rq->dl.dl_nr_migratory);
1573                 rq->dl.dl_nr_migratory--;
1574         } else {
1575                 if (!task_current(rq, p))
1576                         enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1577                 rq->dl.dl_nr_migratory++;
1578         }
1579
1580         update_dl_migration(&rq->dl);
1581 }
1582
1583 /* Assumes rq->lock is held */
1584 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1585 {
1586         if (rq->dl.overloaded)
1587                 dl_set_overload(rq);
1588
1589         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1590                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr, 1);
1591 }
1592
1593 /* Assumes rq->lock is held */
1594 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1595 {
1596         if (rq->dl.overloaded)
1597                 dl_clear_overload(rq);
1598
1599         cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
1600 }
1601
1602 void init_sched_dl_class(void)
1603 {
1604         unsigned int i;
1605
1606         for_each_possible_cpu(i)
1607                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1608                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1609 }
1610
1611 #endif /* CONFIG_SMP */
1612
1613 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1614 {
1615         if (hrtimer_active(&p->dl.dl_timer) && !dl_policy(p->policy))
1616                 hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.dl_timer);
1617
1618         __dl_clear_params(p);
1619
1620 #ifdef CONFIG_SMP
1621         /*
1622          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1623          * this is the right place to try to pull some other one
1624          * from an overloaded cpu, if any.
1625          */
1626         if (!rq->dl.dl_nr_running)
1627                 pull_dl_task(rq);
1628 #endif
1629 }
1630
1631 /*
1632  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1633  * we try to push someone off, if possible.
1634  */
1635 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1636 {
1637         int check_resched = 1;
1638
1639         /*
1640          * If p is throttled, don't consider the possibility
1641          * of preempting rq->curr, the check will be done right
1642          * after its runtime will get replenished.
1643          */
1644         if (unlikely(p->dl.dl_throttled))
1645                 return;
1646
1647         if (task_on_rq_queued(p) && rq->curr != p) {
1648 #ifdef CONFIG_SMP
1649                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded &&
1650                         push_dl_task(rq) && rq != task_rq(p))
1651                         /* Only reschedule if pushing failed */
1652                         check_resched = 0;
1653 #endif /* CONFIG_SMP */
1654                 if (check_resched) {
1655                         if (dl_task(rq->curr))
1656                                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1657                         else
1658                                 resched_curr(rq);
1659                 }
1660         }
1661 }
1662
1663 /*
1664  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
1665  * a push or pull operation might be needed.
1666  */
1667 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1668                             int oldprio)
1669 {
1670         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
1671 #ifdef CONFIG_SMP
1672                 /*
1673                  * This might be too much, but unfortunately
1674                  * we don't have the old deadline value, and
1675                  * we can't argue if the task is increasing
1676                  * or lowering its prio, so...
1677                  */
1678                 if (!rq->dl.overloaded)
1679                         pull_dl_task(rq);
1680
1681                 /*
1682                  * If we now have a earlier deadline task than p,
1683                  * then reschedule, provided p is still on this
1684                  * runqueue.
1685                  */
1686                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline) &&
1687                     rq->curr == p)
1688                         resched_curr(rq);
1689 #else
1690                 /*
1691                  * Again, we don't know if p has a earlier
1692                  * or later deadline, so let's blindly set a
1693                  * (maybe not needed) rescheduling point.
1694                  */
1695                 resched_curr(rq);
1696 #endif /* CONFIG_SMP */
1697         } else
1698                 switched_to_dl(rq, p);
1699 }
1700
1701 const struct sched_class dl_sched_class = {
1702         .next                   = &rt_sched_class,
1703         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1704         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1705         .yield_task             = yield_task_dl,
1706
1707         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1708
1709         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1710         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1711
1712 #ifdef CONFIG_SMP
1713         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1714         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1715         .rq_online              = rq_online_dl,
1716         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1717         .post_schedule          = post_schedule_dl,
1718         .task_woken             = task_woken_dl,
1719 #endif
1720
1721         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1722         .task_tick              = task_tick_dl,
1723         .task_fork              = task_fork_dl,
1724         .task_dead              = task_dead_dl,
1725
1726         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1727         .switched_from          = switched_from_dl,
1728         .switched_to            = switched_to_dl,
1729 };