9747796569997a5b195144a1e1456f934fce25b9
[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)
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 (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 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 (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 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                 dl_rq->earliest_dl.next = p->dl.deadline;
182         }
183
184         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
185         rb_insert_color(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
186 }
187
188 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
189 {
190         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
191
192         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
193                 return;
194
195         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
196                 struct rb_node *next_node;
197
198                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
199                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = next_node;
200                 if (next_node) {
201                         dl_rq->earliest_dl.next = rb_entry(next_node,
202                                 struct task_struct, pushable_dl_tasks)->dl.deadline;
203                 }
204         }
205
206         rb_erase(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
207         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
208 }
209
210 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
211 {
212         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root);
213 }
214
215 static int push_dl_task(struct rq *rq);
216
217 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
218 {
219         return dl_task(prev);
220 }
221
222 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
223 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
224
225 static void push_dl_tasks(struct rq *);
226 static void pull_dl_task(struct rq *);
227
228 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
229 {
230         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
231                 return;
232
233         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
234 }
235
236 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
237 {
238         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
239 }
240
241 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
242
243 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
244 {
245         struct rq *later_rq = NULL;
246         bool fallback = false;
247
248         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
249
250         if (!later_rq) {
251                 int cpu;
252
253                 /*
254                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
255                  * online cpu.
256                  */
257                 fallback = true;
258                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, tsk_cpus_allowed(p));
259                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
260                         /*
261                          * Fail to find any suitable cpu.
262                          * The task will never come back!
263                          */
264                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
265
266                         /*
267                          * If admission control is disabled we
268                          * try a little harder to let the task
269                          * run.
270                          */
271                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
272                 }
273                 later_rq = cpu_rq(cpu);
274                 double_lock_balance(rq, later_rq);
275         }
276
277         /*
278          * By now the task is replenished and enqueued; migrate it.
279          */
280         deactivate_task(rq, p, 0);
281         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
282         activate_task(later_rq, p, 0);
283
284         if (!fallback)
285                 resched_curr(later_rq);
286
287         double_unlock_balance(later_rq, rq);
288
289         return later_rq;
290 }
291
292 #else
293
294 static inline
295 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
296 {
297 }
298
299 static inline
300 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
301 {
302 }
303
304 static inline
305 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
306 {
307 }
308
309 static inline
310 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
311 {
312 }
313
314 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
315 {
316         return false;
317 }
318
319 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
320 {
321 }
322
323 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
324 {
325 }
326
327 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
328 {
329 }
330 #endif /* CONFIG_SMP */
331
332 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
333 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
334 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
335                                   int flags);
336
337 /*
338  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
339  * and this means that:
340  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
341  *    current time + relative deadline;
342  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
343  *
344  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
345  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
346  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
347  * parameters.
348  */
349 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
350                                        struct sched_dl_entity *pi_se)
351 {
352         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
353         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
354
355         WARN_ON(dl_time_before(rq_clock(rq), dl_se->deadline));
356
357         /*
358          * We are racing with the deadline timer. So, do nothing because
359          * the deadline timer handler will take care of properly recharging
360          * the runtime and postponing the deadline
361          */
362         if (dl_se->dl_throttled)
363                 return;
364
365         /*
366          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
367          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
368          * spent on hardirq context, etc.).
369          */
370         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
371         dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
372 }
373
374 /*
375  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
376  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
377  * exhausting its runtime.
378  *
379  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
380  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
381  * other entities.
382  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
383  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
384  *
385  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
386  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
387  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
388  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
389  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
390  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
391  */
392 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
393                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
394 {
395         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
396         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
397
398         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
399
400         /*
401          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
402          * Just go with full inherited parameters.
403          */
404         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
405                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
406                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
407         }
408
409         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
410                 dl_se->runtime = 0;
411
412         /*
413          * We keep moving the deadline away until we get some
414          * available runtime for the entity. This ensures correct
415          * handling of situations where the runtime overrun is
416          * arbitrary large.
417          */
418         while (dl_se->runtime <= 0) {
419                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
420                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
421         }
422
423         /*
424          * At this point, the deadline really should be "in
425          * the future" with respect to rq->clock. If it's
426          * not, we are, for some reason, lagging too much!
427          * Anyway, after having warn userspace abut that,
428          * we still try to keep the things running by
429          * resetting the deadline and the budget of the
430          * entity.
431          */
432         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
433                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
434                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
435                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
436         }
437
438         if (dl_se->dl_yielded)
439                 dl_se->dl_yielded = 0;
440         if (dl_se->dl_throttled)
441                 dl_se->dl_throttled = 0;
442 }
443
444 /*
445  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
446  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
447  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
448  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
449  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
450  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
451  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
452  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
453  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
454  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
455  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
456  * Documentation/scheduler/sched-deadline.txt for more informations).
457  *
458  * This function returns true if:
459  *
460  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_period ,
461  *
462  * IOW we can't recycle current parameters.
463  *
464  * Notice that the bandwidth check is done against the period. For
465  * task with deadline equal to period this is the same of using
466  * dl_deadline instead of dl_period in the equation above.
467  */
468 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
469                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
470 {
471         u64 left, right;
472
473         /*
474          * left and right are the two sides of the equation above,
475          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
476          * of divisions.
477          *
478          * Note that none of the time values involved in the two
479          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
480          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
481          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
482          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
483          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
484          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
485          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
486          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
487          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
488          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
489          * (but still we want to give the user that illusion >;).
490          */
491         left = (pi_se->dl_period >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
492         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
493                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
494
495         return dl_time_before(right, left);
496 }
497
498 /*
499  * When a -deadline entity is queued back on the runqueue, its runtime and
500  * deadline might need updating.
501  *
502  * The policy here is that we update the deadline of the entity only if:
503  *  - the current deadline is in the past,
504  *  - using the remaining runtime with the current deadline would make
505  *    the entity exceed its bandwidth.
506  */
507 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
508                              struct sched_dl_entity *pi_se)
509 {
510         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
511         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
512
513         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
514             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
515                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
516                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
517         }
518 }
519
520 /*
521  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
522  * while waiting for some new execution time to become available, we
523  * set the bandwidth enforcement timer to the replenishment instant
524  * and try to activate it.
525  *
526  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
527  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
528  * the future or in the past).
529  */
530 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
531 {
532         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
533         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
534         struct rq *rq = task_rq(p);
535         ktime_t now, act;
536         s64 delta;
537
538         lockdep_assert_held(&rq->lock);
539
540         /*
541          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
542          * that it is actually coming from rq->clock and not from
543          * hrtimer's time base reading.
544          */
545         act = ns_to_ktime(dl_se->deadline);
546         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
547         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
548         act = ktime_add_ns(act, delta);
549
550         /*
551          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
552          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
553          * start the timer in the past!
554          */
555         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
556                 return 0;
557
558         /*
559          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
560          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
561          *
562          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
563          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
564          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
565          * and observe our state.
566          */
567         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
568                 get_task_struct(p);
569                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS);
570         }
571
572         return 1;
573 }
574
575 /*
576  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
577  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
578  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
579  *
580  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
581  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
582  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
583  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
584  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
585  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
586  * next call to enqueue_task_dl().
587  */
588 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
589 {
590         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
591                                                      struct sched_dl_entity,
592                                                      dl_timer);
593         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
594         struct rq_flags rf;
595         struct rq *rq;
596
597         rq = task_rq_lock(p, &rf);
598
599         /*
600          * The task might have changed its scheduling policy to something
601          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_fromd_dl()).
602          */
603         if (!dl_task(p)) {
604                 __dl_clear_params(p);
605                 goto unlock;
606         }
607
608         /*
609          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
610          * boosting/deboosting path, its not throttled.
611          */
612         if (dl_se->dl_boosted)
613                 goto unlock;
614
615         /*
616          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
617          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
618          */
619         if (!dl_se->dl_throttled)
620                 goto unlock;
621
622         sched_clock_tick();
623         update_rq_clock(rq);
624
625         /*
626          * If the throttle happened during sched-out; like:
627          *
628          *   schedule()
629          *     deactivate_task()
630          *       dequeue_task_dl()
631          *         update_curr_dl()
632          *           start_dl_timer()
633          *         __dequeue_task_dl()
634          *     prev->on_rq = 0;
635          *
636          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
637          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
638          */
639         if (!task_on_rq_queued(p)) {
640                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
641                 goto unlock;
642         }
643
644         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
645         if (dl_task(rq->curr))
646                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
647         else
648                 resched_curr(rq);
649
650 #ifdef CONFIG_SMP
651         /*
652          * Perform balancing operations here; after the replenishments.  We
653          * cannot drop rq->lock before this, otherwise the assertion in
654          * start_dl_timer() about not missing updates is not true.
655          *
656          * If we find that the rq the task was on is no longer available, we
657          * need to select a new rq.
658          *
659          * XXX figure out if select_task_rq_dl() deals with offline cpus.
660          */
661         if (unlikely(!rq->online)) {
662                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
663                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
664                 rf.cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
665         }
666
667         /*
668          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
669          * to kick someone away.
670          */
671         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
672                 /*
673                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
674                  * rq->lock.
675                  */
676                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
677                 push_dl_task(rq);
678                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
679         }
680 #endif
681
682 unlock:
683         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
684
685         /*
686          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
687          * anything related to that after this.
688          */
689         put_task_struct(p);
690
691         return HRTIMER_NORESTART;
692 }
693
694 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
695 {
696         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
697
698         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
699         timer->function = dl_task_timer;
700 }
701
702 static
703 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
704 {
705         return (dl_se->runtime <= 0);
706 }
707
708 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
709
710 /*
711  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
712  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
713  */
714 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
715 {
716         struct task_struct *curr = rq->curr;
717         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
718         u64 delta_exec;
719
720         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
721                 return;
722
723         /*
724          * Consumed budget is computed considering the time as
725          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
726          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
727          * computed using hard walltime. This seems to be the more
728          * natural solution, but the full ramifications of this
729          * approach need further study.
730          */
731         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
732         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
733                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
734                         goto throttle;
735                 return;
736         }
737
738         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
739         cpufreq_update_this_cpu(rq, SCHED_CPUFREQ_DL);
740
741         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
742                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
743
744         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
745         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
746
747         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
748         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
749
750         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
751
752         dl_se->runtime -= delta_exec;
753
754 throttle:
755         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
756                 dl_se->dl_throttled = 1;
757                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
758                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(curr)))
759                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
760
761                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
762                         resched_curr(rq);
763         }
764
765         /*
766          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
767          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
768          * would be able to exceed the shared quota.
769          *
770          * Account to the root rt group for now.
771          *
772          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
773          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
774          * out before that can happen.
775          */
776         if (rt_bandwidth_enabled()) {
777                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
778
779                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
780                 /*
781                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
782                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
783                  * bandwidth is relevant.
784                  */
785                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
786                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
787                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
788         }
789 }
790
791 #ifdef CONFIG_SMP
792
793 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
794 {
795         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
796
797         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
798             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
799                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
800                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline, 1);
801         }
802 }
803
804 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
805 {
806         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
807
808         /*
809          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
810          * task we must recompute them.
811          */
812         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
813                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
814                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
815                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
816         } else {
817                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->rb_leftmost;
818                 struct sched_dl_entity *entry;
819
820                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
821                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
822                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline, 1);
823         }
824 }
825
826 #else
827
828 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
829 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
830
831 #endif /* CONFIG_SMP */
832
833 static inline
834 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
835 {
836         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
837         u64 deadline = dl_se->deadline;
838
839         WARN_ON(!dl_prio(prio));
840         dl_rq->dl_nr_running++;
841         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
842
843         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
844         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
845 }
846
847 static inline
848 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
849 {
850         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
851
852         WARN_ON(!dl_prio(prio));
853         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
854         dl_rq->dl_nr_running--;
855         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
856
857         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
858         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
859 }
860
861 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
862 {
863         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
864         struct rb_node **link = &dl_rq->rb_root.rb_node;
865         struct rb_node *parent = NULL;
866         struct sched_dl_entity *entry;
867         int leftmost = 1;
868
869         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
870
871         while (*link) {
872                 parent = *link;
873                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
874                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
875                         link = &parent->rb_left;
876                 else {
877                         link = &parent->rb_right;
878                         leftmost = 0;
879                 }
880         }
881
882         if (leftmost)
883                 dl_rq->rb_leftmost = &dl_se->rb_node;
884
885         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
886         rb_insert_color(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
887
888         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
889 }
890
891 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
892 {
893         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
894
895         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
896                 return;
897
898         if (dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node) {
899                 struct rb_node *next_node;
900
901                 next_node = rb_next(&dl_se->rb_node);
902                 dl_rq->rb_leftmost = next_node;
903         }
904
905         rb_erase(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
906         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
907
908         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
909 }
910
911 static void
912 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
913                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
914 {
915         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
916
917         /*
918          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
919          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
920          * we want a replenishment of its runtime.
921          */
922         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
923                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
924         else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH)
925                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
926
927         __enqueue_dl_entity(dl_se);
928 }
929
930 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
931 {
932         __dequeue_dl_entity(dl_se);
933 }
934
935 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
936 {
937         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
938         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
939
940         /*
941          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter
942          * task if we have one and its (absolute) deadline is
943          * smaller than our one... OTW we keep our runtime and
944          * deadline.
945          */
946         if (pi_task && p->dl.dl_boosted && dl_prio(pi_task->normal_prio)) {
947                 pi_se = &pi_task->dl;
948         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
949                 /*
950                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
951                  * that is going to be deboosted, but exceedes its
952                  * runtime while doing so. No point in replenishing
953                  * it, as it's going to return back to its original
954                  * scheduling class after this.
955                  */
956                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
957                 return;
958         }
959
960         /*
961          * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
962          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
963          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
964          * run yet) will take care of this.
965          */
966         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH))
967                 return;
968
969         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
970
971         if (!task_current(rq, p) && tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
972                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
973 }
974
975 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
976 {
977         dequeue_dl_entity(&p->dl);
978         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
979 }
980
981 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
982 {
983         update_curr_dl(rq);
984         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
985 }
986
987 /*
988  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
989  *
990  *   get off from the CPU until our next instance, with
991  *   a new runtime. This is of little use now, since we
992  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
993  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
994  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
995  *   is available for other task instances to use it.
996  */
997 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
998 {
999         /*
1000          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1001          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1002          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1003          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1004          */
1005         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1006
1007         update_rq_clock(rq);
1008         update_curr_dl(rq);
1009         /*
1010          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1011          * so we don't do microscopic update in schedule()
1012          * and double the fastpath cost.
1013          */
1014         rq_clock_skip_update(rq, true);
1015 }
1016
1017 #ifdef CONFIG_SMP
1018
1019 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1020
1021 static int
1022 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1023 {
1024         struct task_struct *curr;
1025         struct rq *rq;
1026
1027         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1028                 goto out;
1029
1030         rq = cpu_rq(cpu);
1031
1032         rcu_read_lock();
1033         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1034
1035         /*
1036          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1037          * decide where to wake it up.
1038          * If it has a later deadline and the current task
1039          * on this rq can't move (provided the waking task
1040          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1041          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1042          * try to make it stay here, it might be important.
1043          */
1044         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1045             (tsk_nr_cpus_allowed(curr) < 2 ||
1046              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1047             (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)) {
1048                 int target = find_later_rq(p);
1049
1050                 if (target != -1 &&
1051                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1052                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1053                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1054                         cpu = target;
1055         }
1056         rcu_read_unlock();
1057
1058 out:
1059         return cpu;
1060 }
1061
1062 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1063 {
1064         /*
1065          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1066          * let's hope p can move out.
1067          */
1068         if (tsk_nr_cpus_allowed(rq->curr) == 1 ||
1069             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
1070                 return;
1071
1072         /*
1073          * p is migratable, so let's not schedule it and
1074          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1075          */
1076         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) != 1 &&
1077             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
1078                 return;
1079
1080         resched_curr(rq);
1081 }
1082
1083 #endif /* CONFIG_SMP */
1084
1085 /*
1086  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1087  * tasks.
1088  */
1089 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1090                                   int flags)
1091 {
1092         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1093                 resched_curr(rq);
1094                 return;
1095         }
1096
1097 #ifdef CONFIG_SMP
1098         /*
1099          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1100          * let us try to decide what's the best thing to do...
1101          */
1102         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1103             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1104                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1105 #endif /* CONFIG_SMP */
1106 }
1107
1108 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1109 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1110 {
1111         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1112 }
1113 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1114 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1115 {
1116 }
1117 #endif
1118
1119 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1120                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1121 {
1122         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1123
1124         if (!left)
1125                 return NULL;
1126
1127         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1128 }
1129
1130 struct task_struct *
1131 pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct pin_cookie cookie)
1132 {
1133         struct sched_dl_entity *dl_se;
1134         struct task_struct *p;
1135         struct dl_rq *dl_rq;
1136
1137         dl_rq = &rq->dl;
1138
1139         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1140                 /*
1141                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1142                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1143                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we're
1144                  * being very careful to re-start the picking loop.
1145                  */
1146                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1147                 pull_dl_task(rq);
1148                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
1149                 /*
1150                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1151                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1152                  * re-start task selection.
1153                  */
1154                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1155                         return RETRY_TASK;
1156         }
1157
1158         /*
1159          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1160          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1161          */
1162         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1163                 update_curr_dl(rq);
1164
1165         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1166                 return NULL;
1167
1168         put_prev_task(rq, prev);
1169
1170         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1171         BUG_ON(!dl_se);
1172
1173         p = dl_task_of(dl_se);
1174         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1175
1176         /* Running task will never be pushed. */
1177        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1178
1179         if (hrtick_enabled(rq))
1180                 start_hrtick_dl(rq, p);
1181
1182         queue_push_tasks(rq);
1183
1184         return p;
1185 }
1186
1187 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1188 {
1189         update_curr_dl(rq);
1190
1191         if (on_dl_rq(&p->dl) && tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1192                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1193 }
1194
1195 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1196 {
1197         update_curr_dl(rq);
1198
1199         /*
1200          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1201          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1202          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1203          */
1204         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1205             is_leftmost(p, &rq->dl))
1206                 start_hrtick_dl(rq, p);
1207 }
1208
1209 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1210 {
1211         /*
1212          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1213          * sched_fork()
1214          */
1215 }
1216
1217 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1218 {
1219         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1220
1221         /*
1222          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1223          */
1224         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1225         /* XXX we should retain the bw until 0-lag */
1226         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1227         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1228 }
1229
1230 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1231 {
1232         struct task_struct *p = rq->curr;
1233
1234         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1235
1236         /* You can't push away the running task */
1237         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1238 }
1239
1240 #ifdef CONFIG_SMP
1241
1242 /* Only try algorithms three times */
1243 #define DL_MAX_TRIES 3
1244
1245 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1246 {
1247         if (!task_running(rq, p) &&
1248             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1249                 return 1;
1250         return 0;
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1255  * on the CPU, NULL otherwise:
1256  */
1257 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1258 {
1259         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost;
1260         struct task_struct *p = NULL;
1261
1262         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1263                 return NULL;
1264
1265 next_node:
1266         if (next_node) {
1267                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1268
1269                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1270                         return p;
1271
1272                 next_node = rb_next(next_node);
1273                 goto next_node;
1274         }
1275
1276         return NULL;
1277 }
1278
1279 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1280
1281 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1282 {
1283         struct sched_domain *sd;
1284         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1285         int this_cpu = smp_processor_id();
1286         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1287
1288         /* Make sure the mask is initialized first */
1289         if (unlikely(!later_mask))
1290                 return -1;
1291
1292         if (tsk_nr_cpus_allowed(task) == 1)
1293                 return -1;
1294
1295         /*
1296          * We have to consider system topology and task affinity
1297          * first, then we can look for a suitable cpu.
1298          */
1299         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1300                         task, later_mask);
1301         if (best_cpu == -1)
1302                 return -1;
1303
1304         /*
1305          * If we are here, some target has been found,
1306          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1307          * This is, among the runqueues where the current tasks
1308          * have later deadlines than the task's one, the rq
1309          * with the latest possible one.
1310          *
1311          * Now we check how well this matches with task's
1312          * affinity and system topology.
1313          *
1314          * The last cpu where the task run is our first
1315          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1316          */
1317         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1318                 return cpu;
1319         /*
1320          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1321          * not in the mask) or not.
1322          */
1323         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1324                 this_cpu = -1;
1325
1326         rcu_read_lock();
1327         for_each_domain(cpu, sd) {
1328                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1329
1330                         /*
1331                          * If possible, preempting this_cpu is
1332                          * cheaper than migrating.
1333                          */
1334                         if (this_cpu != -1 &&
1335                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1336                                 rcu_read_unlock();
1337                                 return this_cpu;
1338                         }
1339
1340                         /*
1341                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1342                          * in the mask, that becomes our choice.
1343                          */
1344                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1345                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1346                                 rcu_read_unlock();
1347                                 return best_cpu;
1348                         }
1349                 }
1350         }
1351         rcu_read_unlock();
1352
1353         /*
1354          * At this point, all our guesses failed, we just return
1355          * 'something', and let the caller sort the things out.
1356          */
1357         if (this_cpu != -1)
1358                 return this_cpu;
1359
1360         cpu = cpumask_any(later_mask);
1361         if (cpu < nr_cpu_ids)
1362                 return cpu;
1363
1364         return -1;
1365 }
1366
1367 /* Locks the rq it finds */
1368 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1369 {
1370         struct rq *later_rq = NULL;
1371         int tries;
1372         int cpu;
1373
1374         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1375                 cpu = find_later_rq(task);
1376
1377                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1378                         break;
1379
1380                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1381
1382                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
1383                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
1384                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
1385                         /*
1386                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
1387                          * retrying does not release any lock and is unlikely
1388                          * to yield a different result.
1389                          */
1390                         later_rq = NULL;
1391                         break;
1392                 }
1393
1394                 /* Retry if something changed. */
1395                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1396                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1397                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1398                                                        tsk_cpus_allowed(task)) ||
1399                                      task_running(rq, task) ||
1400                                      !dl_task(task) ||
1401                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1402                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1403                                 later_rq = NULL;
1404                                 break;
1405                         }
1406                 }
1407
1408                 /*
1409                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1410                  * its earliest one has a later deadline than our
1411                  * task, the rq is a good one.
1412                  */
1413                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1414                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1415                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1416                         break;
1417
1418                 /* Otherwise we try again. */
1419                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1420                 later_rq = NULL;
1421         }
1422
1423         return later_rq;
1424 }
1425
1426 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1427 {
1428         struct task_struct *p;
1429
1430         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1431                 return NULL;
1432
1433         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1434                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1435
1436         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1437         BUG_ON(task_current(rq, p));
1438         BUG_ON(tsk_nr_cpus_allowed(p) <= 1);
1439
1440         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1441         BUG_ON(!dl_task(p));
1442
1443         return p;
1444 }
1445
1446 /*
1447  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1448  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1449  * and start executing.
1450  */
1451 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1452 {
1453         struct task_struct *next_task;
1454         struct rq *later_rq;
1455         int ret = 0;
1456
1457         if (!rq->dl.overloaded)
1458                 return 0;
1459
1460         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1461         if (!next_task)
1462                 return 0;
1463
1464 retry:
1465         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1466                 WARN_ON(1);
1467                 return 0;
1468         }
1469
1470         /*
1471          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1472          * can move away, it makes sense to just reschedule
1473          * without going further in pushing next_task.
1474          */
1475         if (dl_task(rq->curr) &&
1476             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1477             tsk_nr_cpus_allowed(rq->curr) > 1) {
1478                 resched_curr(rq);
1479                 return 0;
1480         }
1481
1482         /* We might release rq lock */
1483         get_task_struct(next_task);
1484
1485         /* Will lock the rq it'll find */
1486         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1487         if (!later_rq) {
1488                 struct task_struct *task;
1489
1490                 /*
1491                  * We must check all this again, since
1492                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1493                  * then possible that next_task has migrated.
1494                  */
1495                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1496                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1497                         /*
1498                          * The task is still there. We don't try
1499                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1500                          */
1501                         goto out;
1502                 }
1503
1504                 if (!task)
1505                         /* No more tasks */
1506                         goto out;
1507
1508                 put_task_struct(next_task);
1509                 next_task = task;
1510                 goto retry;
1511         }
1512
1513         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1514         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1515         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1516         ret = 1;
1517
1518         resched_curr(later_rq);
1519
1520         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1521
1522 out:
1523         put_task_struct(next_task);
1524
1525         return ret;
1526 }
1527
1528 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1529 {
1530         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
1531         while (push_dl_task(rq))
1532                 ;
1533 }
1534
1535 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1536 {
1537         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
1538         struct task_struct *p;
1539         bool resched = false;
1540         struct rq *src_rq;
1541         u64 dmin = LONG_MAX;
1542
1543         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1544                 return;
1545
1546         /*
1547          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1548          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1549          */
1550         smp_rmb();
1551
1552         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1553                 if (this_cpu == cpu)
1554                         continue;
1555
1556                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1557
1558                 /*
1559                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1560                  * we are fine with this.
1561                  */
1562                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1563                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1564                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1565                         continue;
1566
1567                 /* Might drop this_rq->lock */
1568                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1569
1570                 /*
1571                  * If there are no more pullable tasks on the
1572                  * rq, we're done with it.
1573                  */
1574                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1575                         goto skip;
1576
1577                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
1578
1579                 /*
1580                  * We found a task to be pulled if:
1581                  *  - it preempts our current (if there's one),
1582                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1583                  */
1584                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1585                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1586                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1587                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1588                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1589                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1590
1591                         /*
1592                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1593                          * deadline than the current task of its runqueue.
1594                          */
1595                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1596                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1597                                 goto skip;
1598
1599                         resched = true;
1600
1601                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1602                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1603                         activate_task(this_rq, p, 0);
1604                         dmin = p->dl.deadline;
1605
1606                         /* Is there any other task even earlier? */
1607                 }
1608 skip:
1609                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1610         }
1611
1612         if (resched)
1613                 resched_curr(this_rq);
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1618  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1619  */
1620 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1621 {
1622         if (!task_running(rq, p) &&
1623             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1624             tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1 &&
1625             dl_task(rq->curr) &&
1626             (tsk_nr_cpus_allowed(rq->curr) < 2 ||
1627              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
1628                 push_dl_tasks(rq);
1629         }
1630 }
1631
1632 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1633                                 const struct cpumask *new_mask)
1634 {
1635         struct root_domain *src_rd;
1636         struct rq *rq;
1637
1638         BUG_ON(!dl_task(p));
1639
1640         rq = task_rq(p);
1641         src_rd = rq->rd;
1642         /*
1643          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
1644          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
1645          * update. We already made space for us in the destination
1646          * domain (see cpuset_can_attach()).
1647          */
1648         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
1649                 struct dl_bw *src_dl_b;
1650
1651                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
1652                 /*
1653                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
1654                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
1655                  * until we complete the update.
1656                  */
1657                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
1658                 __dl_clear(src_dl_b, p->dl.dl_bw);
1659                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
1660         }
1661
1662         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
1663 }
1664
1665 /* Assumes rq->lock is held */
1666 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1667 {
1668         if (rq->dl.overloaded)
1669                 dl_set_overload(rq);
1670
1671         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1672         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1673                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr, 1);
1674 }
1675
1676 /* Assumes rq->lock is held */
1677 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1678 {
1679         if (rq->dl.overloaded)
1680                 dl_clear_overload(rq);
1681
1682         cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
1683         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1684 }
1685
1686 void __init init_sched_dl_class(void)
1687 {
1688         unsigned int i;
1689
1690         for_each_possible_cpu(i)
1691                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1692                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1693 }
1694
1695 #endif /* CONFIG_SMP */
1696
1697 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1698 {
1699         /*
1700          * Start the deadline timer; if we switch back to dl before this we'll
1701          * continue consuming our current CBS slice. If we stay outside of
1702          * SCHED_DEADLINE until the deadline passes, the timer will reset the
1703          * task.
1704          */
1705         if (!start_dl_timer(p))
1706                 __dl_clear_params(p);
1707
1708         /*
1709          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1710          * this is the right place to try to pull some other one
1711          * from an overloaded cpu, if any.
1712          */
1713         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
1714                 return;
1715
1716         queue_pull_task(rq);
1717 }
1718
1719 /*
1720  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1721  * we try to push someone off, if possible.
1722  */
1723 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1724 {
1725         if (dl_time_before(p->dl.deadline, rq_clock(rq)))
1726                 setup_new_dl_entity(&p->dl, &p->dl);
1727
1728         if (task_on_rq_queued(p) && rq->curr != p) {
1729 #ifdef CONFIG_SMP
1730                 if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1 && rq->dl.overloaded)
1731                         queue_push_tasks(rq);
1732 #else
1733                 if (dl_task(rq->curr))
1734                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1735                 else
1736                         resched_curr(rq);
1737 #endif
1738         }
1739 }
1740
1741 /*
1742  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
1743  * a push or pull operation might be needed.
1744  */
1745 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1746                             int oldprio)
1747 {
1748         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
1749 #ifdef CONFIG_SMP
1750                 /*
1751                  * This might be too much, but unfortunately
1752                  * we don't have the old deadline value, and
1753                  * we can't argue if the task is increasing
1754                  * or lowering its prio, so...
1755                  */
1756                 if (!rq->dl.overloaded)
1757                         queue_pull_task(rq);
1758
1759                 /*
1760                  * If we now have a earlier deadline task than p,
1761                  * then reschedule, provided p is still on this
1762                  * runqueue.
1763                  */
1764                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
1765                         resched_curr(rq);
1766 #else
1767                 /*
1768                  * Again, we don't know if p has a earlier
1769                  * or later deadline, so let's blindly set a
1770                  * (maybe not needed) rescheduling point.
1771                  */
1772                 resched_curr(rq);
1773 #endif /* CONFIG_SMP */
1774         }
1775 }
1776
1777 const struct sched_class dl_sched_class = {
1778         .next                   = &rt_sched_class,
1779         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1780         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1781         .yield_task             = yield_task_dl,
1782
1783         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1784
1785         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1786         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1787
1788 #ifdef CONFIG_SMP
1789         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1790         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1791         .rq_online              = rq_online_dl,
1792         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1793         .task_woken             = task_woken_dl,
1794 #endif
1795
1796         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1797         .task_tick              = task_tick_dl,
1798         .task_fork              = task_fork_dl,
1799         .task_dead              = task_dead_dl,
1800
1801         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1802         .switched_from          = switched_from_dl,
1803         .switched_to            = switched_to_dl,
1804
1805         .update_curr            = update_curr_dl,
1806 };
1807
1808 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1809 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
1810
1811 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1812 {
1813         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
1814 }
1815 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */