Linux-libre 5.3.12-gnu
[librecmc/linux-libre.git] / kernel / sched / deadline.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Deadline Scheduling Class (SCHED_DEADLINE)
4  *
5  * Earliest Deadline First (EDF) + Constant Bandwidth Server (CBS).
6  *
7  * Tasks that periodically executes their instances for less than their
8  * runtime won't miss any of their deadlines.
9  * Tasks that are not periodic or sporadic or that tries to execute more
10  * than their reserved bandwidth will be slowed down (and may potentially
11  * miss some of their deadlines), and won't affect any other task.
12  *
13  * Copyright (C) 2012 Dario Faggioli <raistlin@linux.it>,
14  *                    Juri Lelli <juri.lelli@gmail.com>,
15  *                    Michael Trimarchi <michael@amarulasolutions.com>,
16  *                    Fabio Checconi <fchecconi@gmail.com>
17  */
18 #include "sched.h"
19 #include "pelt.h"
20
21 struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
22
23 static inline struct task_struct *dl_task_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
24 {
25         return container_of(dl_se, struct task_struct, dl);
26 }
27
28 static inline struct rq *rq_of_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
29 {
30         return container_of(dl_rq, struct rq, dl);
31 }
32
33 static inline struct dl_rq *dl_rq_of_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
34 {
35         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
36         struct rq *rq = task_rq(p);
37
38         return &rq->dl;
39 }
40
41 static inline int on_dl_rq(struct sched_dl_entity *dl_se)
42 {
43         return !RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node);
44 }
45
46 #ifdef CONFIG_SMP
47 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
48 {
49         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
50                          "sched RCU must be held");
51         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
52 }
53
54 static inline int dl_bw_cpus(int i)
55 {
56         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
57         int cpus = 0;
58
59         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
60                          "sched RCU must be held");
61         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
62                 cpus++;
63
64         return cpus;
65 }
66 #else
67 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
68 {
69         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
70 }
71
72 static inline int dl_bw_cpus(int i)
73 {
74         return 1;
75 }
76 #endif
77
78 static inline
79 void __add_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
80 {
81         u64 old = dl_rq->running_bw;
82
83         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
84         dl_rq->running_bw += dl_bw;
85         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw < old); /* overflow */
86         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
87         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
88         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
89 }
90
91 static inline
92 void __sub_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
93 {
94         u64 old = dl_rq->running_bw;
95
96         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
97         dl_rq->running_bw -= dl_bw;
98         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > old); /* underflow */
99         if (dl_rq->running_bw > old)
100                 dl_rq->running_bw = 0;
101         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
102         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), 0);
103 }
104
105 static inline
106 void __add_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
107 {
108         u64 old = dl_rq->this_bw;
109
110         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
111         dl_rq->this_bw += dl_bw;
112         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw < old); /* overflow */
113 }
114
115 static inline
116 void __sub_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
117 {
118         u64 old = dl_rq->this_bw;
119
120         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
121         dl_rq->this_bw -= dl_bw;
122         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw > old); /* underflow */
123         if (dl_rq->this_bw > old)
124                 dl_rq->this_bw = 0;
125         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
126 }
127
128 static inline
129 void add_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
130 {
131         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
132                 __add_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
133 }
134
135 static inline
136 void sub_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
137 {
138         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
139                 __sub_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
140 }
141
142 static inline
143 void add_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
144 {
145         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
146                 __add_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
147 }
148
149 static inline
150 void sub_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
151 {
152         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
153                 __sub_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
154 }
155
156 void dl_change_utilization(struct task_struct *p, u64 new_bw)
157 {
158         struct rq *rq;
159
160         BUG_ON(p->dl.flags & SCHED_FLAG_SUGOV);
161
162         if (task_on_rq_queued(p))
163                 return;
164
165         rq = task_rq(p);
166         if (p->dl.dl_non_contending) {
167                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
168                 p->dl.dl_non_contending = 0;
169                 /*
170                  * If the timer handler is currently running and the
171                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
172                  * will see that dl_not_contending is not set, and
173                  * will not touch the rq's active utilization,
174                  * so we are still safe.
175                  */
176                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
177                         put_task_struct(p);
178         }
179         __sub_rq_bw(p->dl.dl_bw, &rq->dl);
180         __add_rq_bw(new_bw, &rq->dl);
181 }
182
183 /*
184  * The utilization of a task cannot be immediately removed from
185  * the rq active utilization (running_bw) when the task blocks.
186  * Instead, we have to wait for the so called "0-lag time".
187  *
188  * If a task blocks before the "0-lag time", a timer (the inactive
189  * timer) is armed, and running_bw is decreased when the timer
190  * fires.
191  *
192  * If the task wakes up again before the inactive timer fires,
193  * the timer is cancelled, whereas if the task wakes up after the
194  * inactive timer fired (and running_bw has been decreased) the
195  * task's utilization has to be added to running_bw again.
196  * A flag in the deadline scheduling entity (dl_non_contending)
197  * is used to avoid race conditions between the inactive timer handler
198  * and task wakeups.
199  *
200  * The following diagram shows how running_bw is updated. A task is
201  * "ACTIVE" when its utilization contributes to running_bw; an
202  * "ACTIVE contending" task is in the TASK_RUNNING state, while an
203  * "ACTIVE non contending" task is a blocked task for which the "0-lag time"
204  * has not passed yet. An "INACTIVE" task is a task for which the "0-lag"
205  * time already passed, which does not contribute to running_bw anymore.
206  *                              +------------------+
207  *             wakeup           |    ACTIVE        |
208  *          +------------------>+   contending     |
209  *          | add_running_bw    |                  |
210  *          |                   +----+------+------+
211  *          |                        |      ^
212  *          |                dequeue |      |
213  * +--------+-------+                |      |
214  * |                |   t >= 0-lag   |      | wakeup
215  * |    INACTIVE    |<---------------+      |
216  * |                | sub_running_bw |      |
217  * +--------+-------+                |      |
218  *          ^                        |      |
219  *          |              t < 0-lag |      |
220  *          |                        |      |
221  *          |                        V      |
222  *          |                   +----+------+------+
223  *          | sub_running_bw    |    ACTIVE        |
224  *          +-------------------+                  |
225  *            inactive timer    |  non contending  |
226  *            fired             +------------------+
227  *
228  * The task_non_contending() function is invoked when a task
229  * blocks, and checks if the 0-lag time already passed or
230  * not (in the first case, it directly updates running_bw;
231  * in the second case, it arms the inactive timer).
232  *
233  * The task_contending() function is invoked when a task wakes
234  * up, and checks if the task is still in the "ACTIVE non contending"
235  * state or not (in the second case, it updates running_bw).
236  */
237 static void task_non_contending(struct task_struct *p)
238 {
239         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
240         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
241         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
242         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
243         s64 zerolag_time;
244
245         /*
246          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
247          * do nothing
248          */
249         if (dl_se->dl_runtime == 0)
250                 return;
251
252         if (dl_entity_is_special(dl_se))
253                 return;
254
255         WARN_ON(dl_se->dl_non_contending);
256
257         zerolag_time = dl_se->deadline -
258                  div64_long((dl_se->runtime * dl_se->dl_period),
259                         dl_se->dl_runtime);
260
261         /*
262          * Using relative times instead of the absolute "0-lag time"
263          * allows to simplify the code
264          */
265         zerolag_time -= rq_clock(rq);
266
267         /*
268          * If the "0-lag time" already passed, decrease the active
269          * utilization now, instead of starting a timer
270          */
271         if ((zerolag_time < 0) || hrtimer_active(&dl_se->inactive_timer)) {
272                 if (dl_task(p))
273                         sub_running_bw(dl_se, dl_rq);
274                 if (!dl_task(p) || p->state == TASK_DEAD) {
275                         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
276
277                         if (p->state == TASK_DEAD)
278                                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
279                         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
280                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
281                         __dl_clear_params(p);
282                         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
283                 }
284
285                 return;
286         }
287
288         dl_se->dl_non_contending = 1;
289         get_task_struct(p);
290         hrtimer_start(timer, ns_to_ktime(zerolag_time), HRTIMER_MODE_REL);
291 }
292
293 static void task_contending(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
294 {
295         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
296
297         /*
298          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
299          * do nothing
300          */
301         if (dl_se->dl_runtime == 0)
302                 return;
303
304         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
305                 add_rq_bw(dl_se, dl_rq);
306
307         if (dl_se->dl_non_contending) {
308                 dl_se->dl_non_contending = 0;
309                 /*
310                  * If the timer handler is currently running and the
311                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
312                  * will see that dl_not_contending is not set, and
313                  * will not touch the rq's active utilization,
314                  * so we are still safe.
315                  */
316                 if (hrtimer_try_to_cancel(&dl_se->inactive_timer) == 1)
317                         put_task_struct(dl_task_of(dl_se));
318         } else {
319                 /*
320                  * Since "dl_non_contending" is not set, the
321                  * task's utilization has already been removed from
322                  * active utilization (either when the task blocked,
323                  * when the "inactive timer" fired).
324                  * So, add it back.
325                  */
326                 add_running_bw(dl_se, dl_rq);
327         }
328 }
329
330 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
331 {
332         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
333
334         return dl_rq->root.rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
335 }
336
337 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
338 {
339         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
340         dl_b->dl_period = period;
341         dl_b->dl_runtime = runtime;
342 }
343
344 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
345 {
346         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
347         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
348         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
349                 dl_b->bw = -1;
350         else
351                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
352         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
353         dl_b->total_bw = 0;
354 }
355
356 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
357 {
358         dl_rq->root = RB_ROOT_CACHED;
359
360 #ifdef CONFIG_SMP
361         /* zero means no -deadline tasks */
362         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
363
364         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
365         dl_rq->overloaded = 0;
366         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT_CACHED;
367 #else
368         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
369 #endif
370
371         dl_rq->running_bw = 0;
372         dl_rq->this_bw = 0;
373         init_dl_rq_bw_ratio(dl_rq);
374 }
375
376 #ifdef CONFIG_SMP
377
378 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
379 {
380         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
381 }
382
383 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
384 {
385         if (!rq->online)
386                 return;
387
388         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
389         /*
390          * Must be visible before the overload count is
391          * set (as in sched_rt.c).
392          *
393          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
394          */
395         smp_wmb();
396         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
397 }
398
399 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
400 {
401         if (!rq->online)
402                 return;
403
404         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
405         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
406 }
407
408 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
409 {
410         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
411                 if (!dl_rq->overloaded) {
412                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
413                         dl_rq->overloaded = 1;
414                 }
415         } else if (dl_rq->overloaded) {
416                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
417                 dl_rq->overloaded = 0;
418         }
419 }
420
421 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
422 {
423         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
424
425         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
426                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
427
428         update_dl_migration(dl_rq);
429 }
430
431 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
432 {
433         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
434
435         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
436                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
437
438         update_dl_migration(dl_rq);
439 }
440
441 /*
442  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
443  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
444  */
445 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
446 {
447         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
448         struct rb_node **link = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_root.rb_node;
449         struct rb_node *parent = NULL;
450         struct task_struct *entry;
451         bool leftmost = true;
452
453         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
454
455         while (*link) {
456                 parent = *link;
457                 entry = rb_entry(parent, struct task_struct,
458                                  pushable_dl_tasks);
459                 if (dl_entity_preempt(&p->dl, &entry->dl))
460                         link = &parent->rb_left;
461                 else {
462                         link = &parent->rb_right;
463                         leftmost = false;
464                 }
465         }
466
467         if (leftmost)
468                 dl_rq->earliest_dl.next = p->dl.deadline;
469
470         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
471         rb_insert_color_cached(&p->pushable_dl_tasks,
472                                &dl_rq->pushable_dl_tasks_root, leftmost);
473 }
474
475 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
476 {
477         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
478
479         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
480                 return;
481
482         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
483                 struct rb_node *next_node;
484
485                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
486                 if (next_node) {
487                         dl_rq->earliest_dl.next = rb_entry(next_node,
488                                 struct task_struct, pushable_dl_tasks)->dl.deadline;
489                 }
490         }
491
492         rb_erase_cached(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
493         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
494 }
495
496 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
497 {
498         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_root);
499 }
500
501 static int push_dl_task(struct rq *rq);
502
503 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
504 {
505         return dl_task(prev);
506 }
507
508 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
509 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
510
511 static void push_dl_tasks(struct rq *);
512 static void pull_dl_task(struct rq *);
513
514 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
515 {
516         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
517                 return;
518
519         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
520 }
521
522 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
523 {
524         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
525 }
526
527 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
528
529 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
530 {
531         struct rq *later_rq = NULL;
532         struct dl_bw *dl_b;
533
534         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
535         if (!later_rq) {
536                 int cpu;
537
538                 /*
539                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
540                  * online CPU:
541                  */
542                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, p->cpus_ptr);
543                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
544                         /*
545                          * Failed to find any suitable CPU.
546                          * The task will never come back!
547                          */
548                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
549
550                         /*
551                          * If admission control is disabled we
552                          * try a little harder to let the task
553                          * run.
554                          */
555                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
556                 }
557                 later_rq = cpu_rq(cpu);
558                 double_lock_balance(rq, later_rq);
559         }
560
561         if (p->dl.dl_non_contending || p->dl.dl_throttled) {
562                 /*
563                  * Inactive timer is armed (or callback is running, but
564                  * waiting for us to release rq locks). In any case, when it
565                  * will fire (or continue), it will see running_bw of this
566                  * task migrated to later_rq (and correctly handle it).
567                  */
568                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
569                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
570
571                 add_rq_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
572                 add_running_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
573         } else {
574                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
575                 add_rq_bw(&p->dl, &later_rq->dl);
576         }
577
578         /*
579          * And we finally need to fixup root_domain(s) bandwidth accounting,
580          * since p is still hanging out in the old (now moved to default) root
581          * domain.
582          */
583         dl_b = &rq->rd->dl_bw;
584         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
585         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(rq->rd->span));
586         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
587
588         dl_b = &later_rq->rd->dl_bw;
589         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
590         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpumask_weight(later_rq->rd->span));
591         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
592
593         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
594         double_unlock_balance(later_rq, rq);
595
596         return later_rq;
597 }
598
599 #else
600
601 static inline
602 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
603 {
604 }
605
606 static inline
607 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
608 {
609 }
610
611 static inline
612 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
613 {
614 }
615
616 static inline
617 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
618 {
619 }
620
621 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
622 {
623         return false;
624 }
625
626 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
627 {
628 }
629
630 static inline void deadline_queue_push_tasks(struct rq *rq)
631 {
632 }
633
634 static inline void deadline_queue_pull_task(struct rq *rq)
635 {
636 }
637 #endif /* CONFIG_SMP */
638
639 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
640 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
641 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
642
643 /*
644  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
645  * and this means that:
646  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
647  *    current time + relative deadline;
648  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
649  *
650  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
651  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
652  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
653  * parameters.
654  */
655 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
656 {
657         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
658         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
659
660         WARN_ON(dl_se->dl_boosted);
661         WARN_ON(dl_time_before(rq_clock(rq), dl_se->deadline));
662
663         /*
664          * We are racing with the deadline timer. So, do nothing because
665          * the deadline timer handler will take care of properly recharging
666          * the runtime and postponing the deadline
667          */
668         if (dl_se->dl_throttled)
669                 return;
670
671         /*
672          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
673          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
674          * spent on hardirq context, etc.).
675          */
676         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + dl_se->dl_deadline;
677         dl_se->runtime = dl_se->dl_runtime;
678 }
679
680 /*
681  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
682  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
683  * exhausting its runtime.
684  *
685  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
686  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
687  * other entities.
688  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
689  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
690  *
691  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
692  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
693  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
694  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
695  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
696  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
697  */
698 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
699                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
700 {
701         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
702         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
703
704         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
705
706         /*
707          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
708          * Just go with full inherited parameters.
709          */
710         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
711                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
712                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
713         }
714
715         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
716                 dl_se->runtime = 0;
717
718         /*
719          * We keep moving the deadline away until we get some
720          * available runtime for the entity. This ensures correct
721          * handling of situations where the runtime overrun is
722          * arbitrary large.
723          */
724         while (dl_se->runtime <= 0) {
725                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
726                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
727         }
728
729         /*
730          * At this point, the deadline really should be "in
731          * the future" with respect to rq->clock. If it's
732          * not, we are, for some reason, lagging too much!
733          * Anyway, after having warn userspace abut that,
734          * we still try to keep the things running by
735          * resetting the deadline and the budget of the
736          * entity.
737          */
738         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
739                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
740                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
741                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
742         }
743
744         if (dl_se->dl_yielded)
745                 dl_se->dl_yielded = 0;
746         if (dl_se->dl_throttled)
747                 dl_se->dl_throttled = 0;
748 }
749
750 /*
751  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
752  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
753  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
754  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
755  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
756  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
757  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
758  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
759  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
760  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
761  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
762  * Documentation/scheduler/sched-deadline.rst for more information).
763  *
764  * This function returns true if:
765  *
766  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline ,
767  *
768  * IOW we can't recycle current parameters.
769  *
770  * Notice that the bandwidth check is done against the deadline. For
771  * task with deadline equal to period this is the same of using
772  * dl_period instead of dl_deadline in the equation above.
773  */
774 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
775                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
776 {
777         u64 left, right;
778
779         /*
780          * left and right are the two sides of the equation above,
781          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
782          * of divisions.
783          *
784          * Note that none of the time values involved in the two
785          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
786          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
787          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
788          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
789          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
790          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
791          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
792          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
793          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
794          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
795          * (but still we want to give the user that illusion >;).
796          */
797         left = (pi_se->dl_deadline >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
798         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
799                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
800
801         return dl_time_before(right, left);
802 }
803
804 /*
805  * Revised wakeup rule [1]: For self-suspending tasks, rather then
806  * re-initializing task's runtime and deadline, the revised wakeup
807  * rule adjusts the task's runtime to avoid the task to overrun its
808  * density.
809  *
810  * Reasoning: a task may overrun the density if:
811  *    runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline
812  *
813  * Therefore, runtime can be adjusted to:
814  *     runtime = (dl_runtime / dl_deadline) * (deadline - t)
815  *
816  * In such way that runtime will be equal to the maximum density
817  * the task can use without breaking any rule.
818  *
819  * [1] Luca Abeni, Giuseppe Lipari, and Juri Lelli. 2015. Constant
820  * bandwidth server revisited. SIGBED Rev. 11, 4 (January 2015), 19-24.
821  */
822 static void
823 update_dl_revised_wakeup(struct sched_dl_entity *dl_se, struct rq *rq)
824 {
825         u64 laxity = dl_se->deadline - rq_clock(rq);
826
827         /*
828          * If the task has deadline < period, and the deadline is in the past,
829          * it should already be throttled before this check.
830          *
831          * See update_dl_entity() comments for further details.
832          */
833         WARN_ON(dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)));
834
835         dl_se->runtime = (dl_se->dl_density * laxity) >> BW_SHIFT;
836 }
837
838 /*
839  * Regarding the deadline, a task with implicit deadline has a relative
840  * deadline == relative period. A task with constrained deadline has a
841  * relative deadline <= relative period.
842  *
843  * We support constrained deadline tasks. However, there are some restrictions
844  * applied only for tasks which do not have an implicit deadline. See
845  * update_dl_entity() to know more about such restrictions.
846  *
847  * The dl_is_implicit() returns true if the task has an implicit deadline.
848  */
849 static inline bool dl_is_implicit(struct sched_dl_entity *dl_se)
850 {
851         return dl_se->dl_deadline == dl_se->dl_period;
852 }
853
854 /*
855  * When a deadline entity is placed in the runqueue, its runtime and deadline
856  * might need to be updated. This is done by a CBS wake up rule. There are two
857  * different rules: 1) the original CBS; and 2) the Revisited CBS.
858  *
859  * When the task is starting a new period, the Original CBS is used. In this
860  * case, the runtime is replenished and a new absolute deadline is set.
861  *
862  * When a task is queued before the begin of the next period, using the
863  * remaining runtime and deadline could make the entity to overflow, see
864  * dl_entity_overflow() to find more about runtime overflow. When such case
865  * is detected, the runtime and deadline need to be updated.
866  *
867  * If the task has an implicit deadline, i.e., deadline == period, the Original
868  * CBS is applied. the runtime is replenished and a new absolute deadline is
869  * set, as in the previous cases.
870  *
871  * However, the Original CBS does not work properly for tasks with
872  * deadline < period, which are said to have a constrained deadline. By
873  * applying the Original CBS, a constrained deadline task would be able to run
874  * runtime/deadline in a period. With deadline < period, the task would
875  * overrun the runtime/period allowed bandwidth, breaking the admission test.
876  *
877  * In order to prevent this misbehave, the Revisited CBS is used for
878  * constrained deadline tasks when a runtime overflow is detected. In the
879  * Revisited CBS, rather than replenishing & setting a new absolute deadline,
880  * the remaining runtime of the task is reduced to avoid runtime overflow.
881  * Please refer to the comments update_dl_revised_wakeup() function to find
882  * more about the Revised CBS rule.
883  */
884 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
885                              struct sched_dl_entity *pi_se)
886 {
887         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
888         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
889
890         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
891             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
892
893                 if (unlikely(!dl_is_implicit(dl_se) &&
894                              !dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
895                              !dl_se->dl_boosted)){
896                         update_dl_revised_wakeup(dl_se, rq);
897                         return;
898                 }
899
900                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
901                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
902         }
903 }
904
905 static inline u64 dl_next_period(struct sched_dl_entity *dl_se)
906 {
907         return dl_se->deadline - dl_se->dl_deadline + dl_se->dl_period;
908 }
909
910 /*
911  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
912  * while waiting for some new execution time to become available, we
913  * set the bandwidth replenishment timer to the replenishment instant
914  * and try to activate it.
915  *
916  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
917  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
918  * the future or in the past).
919  */
920 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
921 {
922         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
923         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
924         struct rq *rq = task_rq(p);
925         ktime_t now, act;
926         s64 delta;
927
928         lockdep_assert_held(&rq->lock);
929
930         /*
931          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
932          * that it is actually coming from rq->clock and not from
933          * hrtimer's time base reading.
934          */
935         act = ns_to_ktime(dl_next_period(dl_se));
936         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
937         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
938         act = ktime_add_ns(act, delta);
939
940         /*
941          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
942          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
943          * start the timer in the past!
944          */
945         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
946                 return 0;
947
948         /*
949          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
950          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
951          *
952          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
953          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
954          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
955          * and observe our state.
956          */
957         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
958                 get_task_struct(p);
959                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS);
960         }
961
962         return 1;
963 }
964
965 /*
966  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
967  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
968  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
969  *
970  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
971  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
972  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
973  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
974  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
975  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
976  * next call to enqueue_task_dl().
977  */
978 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
979 {
980         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
981                                                      struct sched_dl_entity,
982                                                      dl_timer);
983         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
984         struct rq_flags rf;
985         struct rq *rq;
986
987         rq = task_rq_lock(p, &rf);
988
989         /*
990          * The task might have changed its scheduling policy to something
991          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_from_dl()).
992          */
993         if (!dl_task(p))
994                 goto unlock;
995
996         /*
997          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
998          * boosting/deboosting path, its not throttled.
999          */
1000         if (dl_se->dl_boosted)
1001                 goto unlock;
1002
1003         /*
1004          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
1005          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
1006          */
1007         if (!dl_se->dl_throttled)
1008                 goto unlock;
1009
1010         sched_clock_tick();
1011         update_rq_clock(rq);
1012
1013         /*
1014          * If the throttle happened during sched-out; like:
1015          *
1016          *   schedule()
1017          *     deactivate_task()
1018          *       dequeue_task_dl()
1019          *         update_curr_dl()
1020          *           start_dl_timer()
1021          *         __dequeue_task_dl()
1022          *     prev->on_rq = 0;
1023          *
1024          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
1025          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
1026          */
1027         if (!task_on_rq_queued(p)) {
1028                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
1029                 goto unlock;
1030         }
1031
1032 #ifdef CONFIG_SMP
1033         if (unlikely(!rq->online)) {
1034                 /*
1035                  * If the runqueue is no longer available, migrate the
1036                  * task elsewhere. This necessarily changes rq.
1037                  */
1038                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1039                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
1040                 rf.cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1041                 update_rq_clock(rq);
1042
1043                 /*
1044                  * Now that the task has been migrated to the new RQ and we
1045                  * have that locked, proceed as normal and enqueue the task
1046                  * there.
1047                  */
1048         }
1049 #endif
1050
1051         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
1052         if (dl_task(rq->curr))
1053                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1054         else
1055                 resched_curr(rq);
1056
1057 #ifdef CONFIG_SMP
1058         /*
1059          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
1060          * to kick someone away.
1061          */
1062         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
1063                 /*
1064                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
1065                  * rq->lock.
1066                  */
1067                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1068                 push_dl_task(rq);
1069                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1070         }
1071 #endif
1072
1073 unlock:
1074         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1075
1076         /*
1077          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
1078          * anything related to that after this.
1079          */
1080         put_task_struct(p);
1081
1082         return HRTIMER_NORESTART;
1083 }
1084
1085 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1086 {
1087         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
1088
1089         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1090         timer->function = dl_task_timer;
1091 }
1092
1093 /*
1094  * During the activation, CBS checks if it can reuse the current task's
1095  * runtime and period. If the deadline of the task is in the past, CBS
1096  * cannot use the runtime, and so it replenishes the task. This rule
1097  * works fine for implicit deadline tasks (deadline == period), and the
1098  * CBS was designed for implicit deadline tasks. However, a task with
1099  * constrained deadline (deadine < period) might be awakened after the
1100  * deadline, but before the next period. In this case, replenishing the
1101  * task would allow it to run for runtime / deadline. As in this case
1102  * deadline < period, CBS enables a task to run for more than the
1103  * runtime / period. In a very loaded system, this can cause a domino
1104  * effect, making other tasks miss their deadlines.
1105  *
1106  * To avoid this problem, in the activation of a constrained deadline
1107  * task after the deadline but before the next period, throttle the
1108  * task and set the replenishing timer to the begin of the next period,
1109  * unless it is boosted.
1110  */
1111 static inline void dl_check_constrained_dl(struct sched_dl_entity *dl_se)
1112 {
1113         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1114         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se));
1115
1116         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
1117             dl_time_before(rq_clock(rq), dl_next_period(dl_se))) {
1118                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(p)))
1119                         return;
1120                 dl_se->dl_throttled = 1;
1121                 if (dl_se->runtime > 0)
1122                         dl_se->runtime = 0;
1123         }
1124 }
1125
1126 static
1127 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
1128 {
1129         return (dl_se->runtime <= 0);
1130 }
1131
1132 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
1133
1134 /*
1135  * This function implements the GRUB accounting rule:
1136  * according to the GRUB reclaiming algorithm, the runtime is
1137  * not decreased as "dq = -dt", but as
1138  * "dq = -max{u / Umax, (1 - Uinact - Uextra)} dt",
1139  * where u is the utilization of the task, Umax is the maximum reclaimable
1140  * utilization, Uinact is the (per-runqueue) inactive utilization, computed
1141  * as the difference between the "total runqueue utilization" and the
1142  * runqueue active utilization, and Uextra is the (per runqueue) extra
1143  * reclaimable utilization.
1144  * Since rq->dl.running_bw and rq->dl.this_bw contain utilizations
1145  * multiplied by 2^BW_SHIFT, the result has to be shifted right by
1146  * BW_SHIFT.
1147  * Since rq->dl.bw_ratio contains 1 / Umax multipled by 2^RATIO_SHIFT,
1148  * dl_bw is multiped by rq->dl.bw_ratio and shifted right by RATIO_SHIFT.
1149  * Since delta is a 64 bit variable, to have an overflow its value
1150  * should be larger than 2^(64 - 20 - 8), which is more than 64 seconds.
1151  * So, overflow is not an issue here.
1152  */
1153 static u64 grub_reclaim(u64 delta, struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1154 {
1155         u64 u_inact = rq->dl.this_bw - rq->dl.running_bw; /* Utot - Uact */
1156         u64 u_act;
1157         u64 u_act_min = (dl_se->dl_bw * rq->dl.bw_ratio) >> RATIO_SHIFT;
1158
1159         /*
1160          * Instead of computing max{u * bw_ratio, (1 - u_inact - u_extra)},
1161          * we compare u_inact + rq->dl.extra_bw with
1162          * 1 - (u * rq->dl.bw_ratio >> RATIO_SHIFT), because
1163          * u_inact + rq->dl.extra_bw can be larger than
1164          * 1 * (so, 1 - u_inact - rq->dl.extra_bw would be negative
1165          * leading to wrong results)
1166          */
1167         if (u_inact + rq->dl.extra_bw > BW_UNIT - u_act_min)
1168                 u_act = u_act_min;
1169         else
1170                 u_act = BW_UNIT - u_inact - rq->dl.extra_bw;
1171
1172         return (delta * u_act) >> BW_SHIFT;
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
1177  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
1178  */
1179 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
1180 {
1181         struct task_struct *curr = rq->curr;
1182         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
1183         u64 delta_exec, scaled_delta_exec;
1184         int cpu = cpu_of(rq);
1185         u64 now;
1186
1187         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
1188                 return;
1189
1190         /*
1191          * Consumed budget is computed considering the time as
1192          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
1193          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
1194          * computed using hard walltime. This seems to be the more
1195          * natural solution, but the full ramifications of this
1196          * approach need further study.
1197          */
1198         now = rq_clock_task(rq);
1199         delta_exec = now - curr->se.exec_start;
1200         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
1201                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
1202                         goto throttle;
1203                 return;
1204         }
1205
1206         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
1207                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
1208
1209         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
1210         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
1211
1212         curr->se.exec_start = now;
1213         cgroup_account_cputime(curr, delta_exec);
1214
1215         if (dl_entity_is_special(dl_se))
1216                 return;
1217
1218         /*
1219          * For tasks that participate in GRUB, we implement GRUB-PA: the
1220          * spare reclaimed bandwidth is used to clock down frequency.
1221          *
1222          * For the others, we still need to scale reservation parameters
1223          * according to current frequency and CPU maximum capacity.
1224          */
1225         if (unlikely(dl_se->flags & SCHED_FLAG_RECLAIM)) {
1226                 scaled_delta_exec = grub_reclaim(delta_exec,
1227                                                  rq,
1228                                                  &curr->dl);
1229         } else {
1230                 unsigned long scale_freq = arch_scale_freq_capacity(cpu);
1231                 unsigned long scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
1232
1233                 scaled_delta_exec = cap_scale(delta_exec, scale_freq);
1234                 scaled_delta_exec = cap_scale(scaled_delta_exec, scale_cpu);
1235         }
1236
1237         dl_se->runtime -= scaled_delta_exec;
1238
1239 throttle:
1240         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
1241                 dl_se->dl_throttled = 1;
1242
1243                 /* If requested, inform the user about runtime overruns. */
1244                 if (dl_runtime_exceeded(dl_se) &&
1245                     (dl_se->flags & SCHED_FLAG_DL_OVERRUN))
1246                         dl_se->dl_overrun = 1;
1247
1248                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
1249                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(curr)))
1250                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
1251
1252                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
1253                         resched_curr(rq);
1254         }
1255
1256         /*
1257          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
1258          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
1259          * would be able to exceed the shared quota.
1260          *
1261          * Account to the root rt group for now.
1262          *
1263          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
1264          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
1265          * out before that can happen.
1266          */
1267         if (rt_bandwidth_enabled()) {
1268                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
1269
1270                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1271                 /*
1272                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
1273                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
1274                  * bandwidth is relevant.
1275                  */
1276                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
1277                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
1278                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1279         }
1280 }
1281
1282 static enum hrtimer_restart inactive_task_timer(struct hrtimer *timer)
1283 {
1284         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1285                                                      struct sched_dl_entity,
1286                                                      inactive_timer);
1287         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1288         struct rq_flags rf;
1289         struct rq *rq;
1290
1291         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1292
1293         sched_clock_tick();
1294         update_rq_clock(rq);
1295
1296         if (!dl_task(p) || p->state == TASK_DEAD) {
1297                 struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1298
1299                 if (p->state == TASK_DEAD && dl_se->dl_non_contending) {
1300                         sub_running_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1301                         sub_rq_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1302                         dl_se->dl_non_contending = 0;
1303                 }
1304
1305                 raw_spin_lock(&dl_b->lock);
1306                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
1307                 raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
1308                 __dl_clear_params(p);
1309
1310                 goto unlock;
1311         }
1312         if (dl_se->dl_non_contending == 0)
1313                 goto unlock;
1314
1315         sub_running_bw(dl_se, &rq->dl);
1316         dl_se->dl_non_contending = 0;
1317 unlock:
1318         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1319         put_task_struct(p);
1320
1321         return HRTIMER_NORESTART;
1322 }
1323
1324 void init_dl_inactive_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1325 {
1326         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
1327
1328         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1329         timer->function = inactive_task_timer;
1330 }
1331
1332 #ifdef CONFIG_SMP
1333
1334 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1335 {
1336         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1337
1338         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
1339             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
1340                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
1341                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline);
1342         }
1343 }
1344
1345 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1346 {
1347         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1348
1349         /*
1350          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
1351          * task we must recompute them.
1352          */
1353         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
1354                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
1355                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
1356                 cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1357         } else {
1358                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->root.rb_leftmost;
1359                 struct sched_dl_entity *entry;
1360
1361                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
1362                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
1363                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline);
1364         }
1365 }
1366
1367 #else
1368
1369 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1370 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1371
1372 #endif /* CONFIG_SMP */
1373
1374 static inline
1375 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1376 {
1377         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1378         u64 deadline = dl_se->deadline;
1379
1380         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1381         dl_rq->dl_nr_running++;
1382         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1383
1384         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
1385         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1386 }
1387
1388 static inline
1389 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1390 {
1391         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1392
1393         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1394         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
1395         dl_rq->dl_nr_running--;
1396         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1397
1398         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
1399         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1400 }
1401
1402 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1403 {
1404         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1405         struct rb_node **link = &dl_rq->root.rb_root.rb_node;
1406         struct rb_node *parent = NULL;
1407         struct sched_dl_entity *entry;
1408         int leftmost = 1;
1409
1410         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
1411
1412         while (*link) {
1413                 parent = *link;
1414                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
1415                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
1416                         link = &parent->rb_left;
1417                 else {
1418                         link = &parent->rb_right;
1419                         leftmost = 0;
1420                 }
1421         }
1422
1423         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
1424         rb_insert_color_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root, leftmost);
1425
1426         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1427 }
1428
1429 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1430 {
1431         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1432
1433         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
1434                 return;
1435
1436         rb_erase_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root);
1437         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
1438
1439         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1440 }
1441
1442 static void
1443 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
1444                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
1445 {
1446         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
1447
1448         /*
1449          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
1450          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
1451          * we want a replenishment of its runtime.
1452          */
1453         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1454                 task_contending(dl_se, flags);
1455                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
1456         } else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH) {
1457                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
1458         } else if ((flags & ENQUEUE_RESTORE) &&
1459                   dl_time_before(dl_se->deadline,
1460                                  rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se))))) {
1461                 setup_new_dl_entity(dl_se);
1462         }
1463
1464         __enqueue_dl_entity(dl_se);
1465 }
1466
1467 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1468 {
1469         __dequeue_dl_entity(dl_se);
1470 }
1471
1472 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1473 {
1474         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
1475         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
1476
1477         /*
1478          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter task if:
1479          * - we have a top pi-waiter which is a SCHED_DEADLINE task AND
1480          * - our dl_boosted is set (i.e. the pi-waiter's (absolute) deadline is
1481          *   smaller than our deadline OR we are a !SCHED_DEADLINE task getting
1482          *   boosted due to a SCHED_DEADLINE pi-waiter).
1483          * Otherwise we keep our runtime and deadline.
1484          */
1485         if (pi_task && dl_prio(pi_task->normal_prio) && p->dl.dl_boosted) {
1486                 pi_se = &pi_task->dl;
1487         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
1488                 /*
1489                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
1490                  * that is going to be deboosted, but exceeds its
1491                  * runtime while doing so. No point in replenishing
1492                  * it, as it's going to return back to its original
1493                  * scheduling class after this.
1494                  */
1495                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
1496                 return;
1497         }
1498
1499         /*
1500          * Check if a constrained deadline task was activated
1501          * after the deadline but before the next period.
1502          * If that is the case, the task will be throttled and
1503          * the replenishment timer will be set to the next period.
1504          */
1505         if (!p->dl.dl_throttled && !dl_is_implicit(&p->dl))
1506                 dl_check_constrained_dl(&p->dl);
1507
1508         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & ENQUEUE_RESTORE) {
1509                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1510                 add_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1511         }
1512
1513         /*
1514          * If p is throttled, we do not enqueue it. In fact, if it exhausted
1515          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
1516          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
1517          * run yet) will take care of this.
1518          * However, the active utilization does not depend on the fact
1519          * that the task is on the runqueue or not (but depends on the
1520          * task's state - in GRUB parlance, "inactive" vs "active contending").
1521          * In other words, even if a task is throttled its utilization must
1522          * be counted in the active utilization; hence, we need to call
1523          * add_running_bw().
1524          */
1525         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH)) {
1526                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1527                         task_contending(&p->dl, flags);
1528
1529                 return;
1530         }
1531
1532         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
1533
1534         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1535                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1536 }
1537
1538 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1539 {
1540         dequeue_dl_entity(&p->dl);
1541         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1542 }
1543
1544 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1545 {
1546         update_curr_dl(rq);
1547         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
1548
1549         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & DEQUEUE_SAVE) {
1550                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1551                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1552         }
1553
1554         /*
1555          * This check allows to start the inactive timer (or to immediately
1556          * decrease the active utilization, if needed) in two cases:
1557          * when the task blocks and when it is terminating
1558          * (p->state == TASK_DEAD). We can handle the two cases in the same
1559          * way, because from GRUB's point of view the same thing is happening
1560          * (the task moves from "active contending" to "active non contending"
1561          * or "inactive")
1562          */
1563         if (flags & DEQUEUE_SLEEP)
1564                 task_non_contending(p);
1565 }
1566
1567 /*
1568  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
1569  *
1570  *   get off from the CPU until our next instance, with
1571  *   a new runtime. This is of little use now, since we
1572  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
1573  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
1574  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
1575  *   is available for other task instances to use it.
1576  */
1577 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
1578 {
1579         /*
1580          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1581          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1582          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1583          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1584          */
1585         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1586
1587         update_rq_clock(rq);
1588         update_curr_dl(rq);
1589         /*
1590          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1591          * so we don't do microscopic update in schedule()
1592          * and double the fastpath cost.
1593          */
1594         rq_clock_skip_update(rq);
1595 }
1596
1597 #ifdef CONFIG_SMP
1598
1599 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1600
1601 static int
1602 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1603 {
1604         struct task_struct *curr;
1605         struct rq *rq;
1606
1607         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1608                 goto out;
1609
1610         rq = cpu_rq(cpu);
1611
1612         rcu_read_lock();
1613         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1614
1615         /*
1616          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1617          * decide where to wake it up.
1618          * If it has a later deadline and the current task
1619          * on this rq can't move (provided the waking task
1620          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1621          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1622          * try to make it stay here, it might be important.
1623          */
1624         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1625             (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1626              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1627             (p->nr_cpus_allowed > 1)) {
1628                 int target = find_later_rq(p);
1629
1630                 if (target != -1 &&
1631                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1632                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1633                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1634                         cpu = target;
1635         }
1636         rcu_read_unlock();
1637
1638 out:
1639         return cpu;
1640 }
1641
1642 static void migrate_task_rq_dl(struct task_struct *p, int new_cpu __maybe_unused)
1643 {
1644         struct rq *rq;
1645
1646         if (p->state != TASK_WAKING)
1647                 return;
1648
1649         rq = task_rq(p);
1650         /*
1651          * Since p->state == TASK_WAKING, set_task_cpu() has been called
1652          * from try_to_wake_up(). Hence, p->pi_lock is locked, but
1653          * rq->lock is not... So, lock it
1654          */
1655         raw_spin_lock(&rq->lock);
1656         if (p->dl.dl_non_contending) {
1657                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1658                 p->dl.dl_non_contending = 0;
1659                 /*
1660                  * If the timer handler is currently running and the
1661                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
1662                  * will see that dl_not_contending is not set, and
1663                  * will not touch the rq's active utilization,
1664                  * so we are still safe.
1665                  */
1666                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
1667                         put_task_struct(p);
1668         }
1669         sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1670         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1671 }
1672
1673 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1674 {
1675         /*
1676          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1677          * let's hope p can move out.
1678          */
1679         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1680             !cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL))
1681                 return;
1682
1683         /*
1684          * p is migratable, so let's not schedule it and
1685          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1686          */
1687         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1688             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL))
1689                 return;
1690
1691         resched_curr(rq);
1692 }
1693
1694 #endif /* CONFIG_SMP */
1695
1696 /*
1697  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1698  * tasks.
1699  */
1700 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1701                                   int flags)
1702 {
1703         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1704                 resched_curr(rq);
1705                 return;
1706         }
1707
1708 #ifdef CONFIG_SMP
1709         /*
1710          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1711          * let us try to decide what's the best thing to do...
1712          */
1713         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1714             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1715                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1716 #endif /* CONFIG_SMP */
1717 }
1718
1719 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1720 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1721 {
1722         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1723 }
1724 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1725 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1726 {
1727 }
1728 #endif
1729
1730 static inline void set_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1731 {
1732         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1733
1734         /* You can't push away the running task */
1735         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1736 }
1737
1738 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1739                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1740 {
1741         struct rb_node *left = rb_first_cached(&dl_rq->root);
1742
1743         if (!left)
1744                 return NULL;
1745
1746         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1747 }
1748
1749 static struct task_struct *
1750 pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
1751 {
1752         struct sched_dl_entity *dl_se;
1753         struct task_struct *p;
1754         struct dl_rq *dl_rq;
1755
1756         dl_rq = &rq->dl;
1757
1758         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1759                 /*
1760                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1761                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1762                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we're
1763                  * being very careful to re-start the picking loop.
1764                  */
1765                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1766                 pull_dl_task(rq);
1767                 rq_repin_lock(rq, rf);
1768                 /*
1769                  * pull_dl_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1770                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1771                  * re-start task selection.
1772                  */
1773                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1774                         return RETRY_TASK;
1775         }
1776
1777         /*
1778          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1779          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1780          */
1781         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1782                 update_curr_dl(rq);
1783
1784         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1785                 return NULL;
1786
1787         put_prev_task(rq, prev);
1788
1789         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1790         BUG_ON(!dl_se);
1791
1792         p = dl_task_of(dl_se);
1793
1794         set_next_task(rq, p);
1795
1796         if (hrtick_enabled(rq))
1797                 start_hrtick_dl(rq, p);
1798
1799         deadline_queue_push_tasks(rq);
1800
1801         if (rq->curr->sched_class != &dl_sched_class)
1802                 update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 0);
1803
1804         return p;
1805 }
1806
1807 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1808 {
1809         update_curr_dl(rq);
1810
1811         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
1812         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1813                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1814 }
1815
1816 /*
1817  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
1818  *
1819  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
1820  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
1821  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
1822  * parameters.
1823  */
1824 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1825 {
1826         update_curr_dl(rq);
1827
1828         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
1829         /*
1830          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1831          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1832          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1833          */
1834         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1835             is_leftmost(p, &rq->dl))
1836                 start_hrtick_dl(rq, p);
1837 }
1838
1839 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1840 {
1841         /*
1842          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1843          * sched_fork()
1844          */
1845 }
1846
1847 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1848 {
1849         set_next_task(rq, rq->curr);
1850 }
1851
1852 #ifdef CONFIG_SMP
1853
1854 /* Only try algorithms three times */
1855 #define DL_MAX_TRIES 3
1856
1857 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1858 {
1859         if (!task_running(rq, p) &&
1860             cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1861                 return 1;
1862         return 0;
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1867  * on the CPU, NULL otherwise:
1868  */
1869 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1870 {
1871         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost;
1872         struct task_struct *p = NULL;
1873
1874         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1875                 return NULL;
1876
1877 next_node:
1878         if (next_node) {
1879                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1880
1881                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1882                         return p;
1883
1884                 next_node = rb_next(next_node);
1885                 goto next_node;
1886         }
1887
1888         return NULL;
1889 }
1890
1891 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1892
1893 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1894 {
1895         struct sched_domain *sd;
1896         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1897         int this_cpu = smp_processor_id();
1898         int cpu = task_cpu(task);
1899
1900         /* Make sure the mask is initialized first */
1901         if (unlikely(!later_mask))
1902                 return -1;
1903
1904         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1905                 return -1;
1906
1907         /*
1908          * We have to consider system topology and task affinity
1909          * first, then we can look for a suitable CPU.
1910          */
1911         if (!cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl, task, later_mask))
1912                 return -1;
1913
1914         /*
1915          * If we are here, some targets have been found, including
1916          * the most suitable which is, among the runqueues where the
1917          * current tasks have later deadlines than the task's one, the
1918          * rq with the latest possible one.
1919          *
1920          * Now we check how well this matches with task's
1921          * affinity and system topology.
1922          *
1923          * The last CPU where the task run is our first
1924          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1925          */
1926         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1927                 return cpu;
1928         /*
1929          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1930          * not in the mask) or not.
1931          */
1932         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1933                 this_cpu = -1;
1934
1935         rcu_read_lock();
1936         for_each_domain(cpu, sd) {
1937                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1938                         int best_cpu;
1939
1940                         /*
1941                          * If possible, preempting this_cpu is
1942                          * cheaper than migrating.
1943                          */
1944                         if (this_cpu != -1 &&
1945                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1946                                 rcu_read_unlock();
1947                                 return this_cpu;
1948                         }
1949
1950                         best_cpu = cpumask_first_and(later_mask,
1951                                                         sched_domain_span(sd));
1952                         /*
1953                          * Last chance: if a CPU being in both later_mask
1954                          * and current sd span is valid, that becomes our
1955                          * choice. Of course, the latest possible CPU is
1956                          * already under consideration through later_mask.
1957                          */
1958                         if (best_cpu < nr_cpu_ids) {
1959                                 rcu_read_unlock();
1960                                 return best_cpu;
1961                         }
1962                 }
1963         }
1964         rcu_read_unlock();
1965
1966         /*
1967          * At this point, all our guesses failed, we just return
1968          * 'something', and let the caller sort the things out.
1969          */
1970         if (this_cpu != -1)
1971                 return this_cpu;
1972
1973         cpu = cpumask_any(later_mask);
1974         if (cpu < nr_cpu_ids)
1975                 return cpu;
1976
1977         return -1;
1978 }
1979
1980 /* Locks the rq it finds */
1981 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1982 {
1983         struct rq *later_rq = NULL;
1984         int tries;
1985         int cpu;
1986
1987         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1988                 cpu = find_later_rq(task);
1989
1990                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1991                         break;
1992
1993                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1994
1995                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
1996                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
1997                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
1998                         /*
1999                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
2000                          * retrying does not release any lock and is unlikely
2001                          * to yield a different result.
2002                          */
2003                         later_rq = NULL;
2004                         break;
2005                 }
2006
2007                 /* Retry if something changed. */
2008                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
2009                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
2010                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu, task->cpus_ptr) ||
2011                                      task_running(rq, task) ||
2012                                      !dl_task(task) ||
2013                                      !task_on_rq_queued(task))) {
2014                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2015                                 later_rq = NULL;
2016                                 break;
2017                         }
2018                 }
2019
2020                 /*
2021                  * If the rq we found has no -deadline task, or
2022                  * its earliest one has a later deadline than our
2023                  * task, the rq is a good one.
2024                  */
2025                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
2026                     dl_time_before(task->dl.deadline,
2027                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
2028                         break;
2029
2030                 /* Otherwise we try again. */
2031                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
2032                 later_rq = NULL;
2033         }
2034
2035         return later_rq;
2036 }
2037
2038 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
2039 {
2040         struct task_struct *p;
2041
2042         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
2043                 return NULL;
2044
2045         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost,
2046                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
2047
2048         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
2049         BUG_ON(task_current(rq, p));
2050         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
2051
2052         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
2053         BUG_ON(!dl_task(p));
2054
2055         return p;
2056 }
2057
2058 /*
2059  * See if the non running -deadline tasks on this rq
2060  * can be sent to some other CPU where they can preempt
2061  * and start executing.
2062  */
2063 static int push_dl_task(struct rq *rq)
2064 {
2065         struct task_struct *next_task;
2066         struct rq *later_rq;
2067         int ret = 0;
2068
2069         if (!rq->dl.overloaded)
2070                 return 0;
2071
2072         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2073         if (!next_task)
2074                 return 0;
2075
2076 retry:
2077         if (WARN_ON(next_task == rq->curr))
2078                 return 0;
2079
2080         /*
2081          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
2082          * can move away, it makes sense to just reschedule
2083          * without going further in pushing next_task.
2084          */
2085         if (dl_task(rq->curr) &&
2086             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
2087             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
2088                 resched_curr(rq);
2089                 return 0;
2090         }
2091
2092         /* We might release rq lock */
2093         get_task_struct(next_task);
2094
2095         /* Will lock the rq it'll find */
2096         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
2097         if (!later_rq) {
2098                 struct task_struct *task;
2099
2100                 /*
2101                  * We must check all this again, since
2102                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
2103                  * then possible that next_task has migrated.
2104                  */
2105                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2106                 if (task == next_task) {
2107                         /*
2108                          * The task is still there. We don't try
2109                          * again, some other CPU will pull it when ready.
2110                          */
2111                         goto out;
2112                 }
2113
2114                 if (!task)
2115                         /* No more tasks */
2116                         goto out;
2117
2118                 put_task_struct(next_task);
2119                 next_task = task;
2120                 goto retry;
2121         }
2122
2123         deactivate_task(rq, next_task, 0);
2124         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
2125
2126         /*
2127          * Update the later_rq clock here, because the clock is used
2128          * by the cpufreq_update_util() inside __add_running_bw().
2129          */
2130         update_rq_clock(later_rq);
2131         activate_task(later_rq, next_task, ENQUEUE_NOCLOCK);
2132         ret = 1;
2133
2134         resched_curr(later_rq);
2135
2136         double_unlock_balance(rq, later_rq);
2137
2138 out:
2139         put_task_struct(next_task);
2140
2141         return ret;
2142 }
2143
2144 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
2145 {
2146         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
2147         while (push_dl_task(rq))
2148                 ;
2149 }
2150
2151 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
2152 {
2153         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
2154         struct task_struct *p;
2155         bool resched = false;
2156         struct rq *src_rq;
2157         u64 dmin = LONG_MAX;
2158
2159         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
2160                 return;
2161
2162         /*
2163          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
2164          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
2165          */
2166         smp_rmb();
2167
2168         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
2169                 if (this_cpu == cpu)
2170                         continue;
2171
2172                 src_rq = cpu_rq(cpu);
2173
2174                 /*
2175                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
2176                  * we are fine with this.
2177                  */
2178                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
2179                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
2180                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
2181                         continue;
2182
2183                 /* Might drop this_rq->lock */
2184                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
2185
2186                 /*
2187                  * If there are no more pullable tasks on the
2188                  * rq, we're done with it.
2189                  */
2190                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
2191                         goto skip;
2192
2193                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
2194
2195                 /*
2196                  * We found a task to be pulled if:
2197                  *  - it preempts our current (if there's one),
2198                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
2199                  */
2200                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
2201                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
2202                      dl_time_before(p->dl.deadline,
2203                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
2204                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
2205                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
2206
2207                         /*
2208                          * Then we pull iff p has actually an earlier
2209                          * deadline than the current task of its runqueue.
2210                          */
2211                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
2212                                            src_rq->curr->dl.deadline))
2213                                 goto skip;
2214
2215                         resched = true;
2216
2217                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2218                         set_task_cpu(p, this_cpu);
2219                         activate_task(this_rq, p, 0);
2220                         dmin = p->dl.deadline;
2221
2222                         /* Is there any other task even earlier? */
2223                 }
2224 skip:
2225                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
2226         }
2227
2228         if (resched)
2229                 resched_curr(this_rq);
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
2234  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
2235  */
2236 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2237 {
2238         if (!task_running(rq, p) &&
2239             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
2240             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
2241             dl_task(rq->curr) &&
2242             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
2243              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
2244                 push_dl_tasks(rq);
2245         }
2246 }
2247
2248 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
2249                                 const struct cpumask *new_mask)
2250 {
2251         struct root_domain *src_rd;
2252         struct rq *rq;
2253
2254         BUG_ON(!dl_task(p));
2255
2256         rq = task_rq(p);
2257         src_rd = rq->rd;
2258         /*
2259          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
2260          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
2261          * update. We already made space for us in the destination
2262          * domain (see cpuset_can_attach()).
2263          */
2264         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
2265                 struct dl_bw *src_dl_b;
2266
2267                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
2268                 /*
2269                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
2270                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
2271                  * until we complete the update.
2272                  */
2273                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
2274                 __dl_sub(src_dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
2275                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
2276         }
2277
2278         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
2279 }
2280
2281 /* Assumes rq->lock is held */
2282 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
2283 {
2284         if (rq->dl.overloaded)
2285                 dl_set_overload(rq);
2286
2287         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2288         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
2289                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr);
2290 }
2291
2292 /* Assumes rq->lock is held */
2293 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
2294 {
2295         if (rq->dl.overloaded)
2296                 dl_clear_overload(rq);
2297
2298         cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2299         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2300 }
2301
2302 void __init init_sched_dl_class(void)
2303 {
2304         unsigned int i;
2305
2306         for_each_possible_cpu(i)
2307                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
2308                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
2309 }
2310
2311 #endif /* CONFIG_SMP */
2312
2313 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2314 {
2315         /*
2316          * task_non_contending() can start the "inactive timer" (if the 0-lag
2317          * time is in the future). If the task switches back to dl before
2318          * the "inactive timer" fires, it can continue to consume its current
2319          * runtime using its current deadline. If it stays outside of
2320          * SCHED_DEADLINE until the 0-lag time passes, inactive_task_timer()
2321          * will reset the task parameters.
2322          */
2323         if (task_on_rq_queued(p) && p->dl.dl_runtime)
2324                 task_non_contending(p);
2325
2326         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2327                 /*
2328                  * Inactive timer is armed. However, p is leaving DEADLINE and
2329                  * might migrate away from this rq while continuing to run on
2330                  * some other class. We need to remove its contribution from
2331                  * this rq running_bw now, or sub_rq_bw (below) will complain.
2332                  */
2333                 if (p->dl.dl_non_contending)
2334                         sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
2335                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2336         }
2337
2338         /*
2339          * We cannot use inactive_task_timer() to invoke sub_running_bw()
2340          * at the 0-lag time, because the task could have been migrated
2341          * while SCHED_OTHER in the meanwhile.
2342          */
2343         if (p->dl.dl_non_contending)
2344                 p->dl.dl_non_contending = 0;
2345
2346         /*
2347          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
2348          * this is the right place to try to pull some other one
2349          * from an overloaded CPU, if any.
2350          */
2351         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
2352                 return;
2353
2354         deadline_queue_pull_task(rq);
2355 }
2356
2357 /*
2358  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
2359  * we try to push someone off, if possible.
2360  */
2361 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2362 {
2363         if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
2364                 put_task_struct(p);
2365
2366         /* If p is not queued we will update its parameters at next wakeup. */
2367         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2368                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2369
2370                 return;
2371         }
2372
2373         if (rq->curr != p) {
2374 #ifdef CONFIG_SMP
2375                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
2376                         deadline_queue_push_tasks(rq);
2377 #endif
2378                 if (dl_task(rq->curr))
2379                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
2380                 else
2381                         resched_curr(rq);
2382         }
2383 }
2384
2385 /*
2386  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
2387  * a push or pull operation might be needed.
2388  */
2389 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2390                             int oldprio)
2391 {
2392         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
2393 #ifdef CONFIG_SMP
2394                 /*
2395                  * This might be too much, but unfortunately
2396                  * we don't have the old deadline value, and
2397                  * we can't argue if the task is increasing
2398                  * or lowering its prio, so...
2399                  */
2400                 if (!rq->dl.overloaded)
2401                         deadline_queue_pull_task(rq);
2402
2403                 /*
2404                  * If we now have a earlier deadline task than p,
2405                  * then reschedule, provided p is still on this
2406                  * runqueue.
2407                  */
2408                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
2409                         resched_curr(rq);
2410 #else
2411                 /*
2412                  * Again, we don't know if p has a earlier
2413                  * or later deadline, so let's blindly set a
2414                  * (maybe not needed) rescheduling point.
2415                  */
2416                 resched_curr(rq);
2417 #endif /* CONFIG_SMP */
2418         }
2419 }
2420
2421 const struct sched_class dl_sched_class = {
2422         .next                   = &rt_sched_class,
2423         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
2424         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
2425         .yield_task             = yield_task_dl,
2426
2427         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
2428
2429         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
2430         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
2431
2432 #ifdef CONFIG_SMP
2433         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
2434         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_dl,
2435         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
2436         .rq_online              = rq_online_dl,
2437         .rq_offline             = rq_offline_dl,
2438         .task_woken             = task_woken_dl,
2439 #endif
2440
2441         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
2442         .task_tick              = task_tick_dl,
2443         .task_fork              = task_fork_dl,
2444
2445         .prio_changed           = prio_changed_dl,
2446         .switched_from          = switched_from_dl,
2447         .switched_to            = switched_to_dl,
2448
2449         .update_curr            = update_curr_dl,
2450 };
2451
2452 int sched_dl_global_validate(void)
2453 {
2454         u64 runtime = global_rt_runtime();
2455         u64 period = global_rt_period();
2456         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
2457         struct dl_bw *dl_b;
2458         int cpu, ret = 0;
2459         unsigned long flags;
2460
2461         /*
2462          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
2463          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
2464          * any of the root_domains.
2465          *
2466          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
2467          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
2468          * solutions is welcome!
2469          */
2470         for_each_possible_cpu(cpu) {
2471                 rcu_read_lock_sched();
2472                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2473
2474                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2475                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
2476                         ret = -EBUSY;
2477                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2478
2479                 rcu_read_unlock_sched();
2480
2481                 if (ret)
2482                         break;
2483         }
2484
2485         return ret;
2486 }
2487
2488 void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq)
2489 {
2490         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF) {
2491                 dl_rq->bw_ratio = 1 << RATIO_SHIFT;
2492                 dl_rq->extra_bw = 1 << BW_SHIFT;
2493         } else {
2494                 dl_rq->bw_ratio = to_ratio(global_rt_runtime(),
2495                           global_rt_period()) >> (BW_SHIFT - RATIO_SHIFT);
2496                 dl_rq->extra_bw = to_ratio(global_rt_period(),
2497                                                     global_rt_runtime());
2498         }
2499 }
2500
2501 void sched_dl_do_global(void)
2502 {
2503         u64 new_bw = -1;
2504         struct dl_bw *dl_b;
2505         int cpu;
2506         unsigned long flags;
2507
2508         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
2509         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
2510
2511         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
2512                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
2513
2514         /*
2515          * FIXME: As above...
2516          */
2517         for_each_possible_cpu(cpu) {
2518                 rcu_read_lock_sched();
2519                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2520
2521                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2522                 dl_b->bw = new_bw;
2523                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2524
2525                 rcu_read_unlock_sched();
2526                 init_dl_rq_bw_ratio(&cpu_rq(cpu)->dl);
2527         }
2528 }
2529
2530 /*
2531  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2532  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2533  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2534  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2535  *
2536  * This function is called while holding p's rq->lock.
2537  */
2538 int sched_dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2539                       const struct sched_attr *attr)
2540 {
2541         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2542         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2543         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2544         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2545         int cpus, err = -1;
2546
2547         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2548                 return 0;
2549
2550         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2551         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2552                 return 0;
2553
2554         /*
2555          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2556          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2557          * allocated bandwidth of the container.
2558          */
2559         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2560         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2561         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2562             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2563                 if (hrtimer_active(&p->dl.inactive_timer))
2564                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2565                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2566                 err = 0;
2567         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2568                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2569                 /*
2570                  * XXX this is slightly incorrect: when the task
2571                  * utilization decreases, we should delay the total
2572                  * utilization change until the task's 0-lag point.
2573                  * But this would require to set the task's "inactive
2574                  * timer" when the task is not inactive.
2575                  */
2576                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2577                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2578                 dl_change_utilization(p, new_bw);
2579                 err = 0;
2580         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2581                 /*
2582                  * Do not decrease the total deadline utilization here,
2583                  * switched_from_dl() will take care to do it at the correct
2584                  * (0-lag) time.
2585                  */
2586                 err = 0;
2587         }
2588         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2589
2590         return err;
2591 }
2592
2593 /*
2594  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
2595  * SCHED_DEADLINE task.
2596  *
2597  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
2598  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
2599  * for the first time with its new policy.
2600  */
2601 void __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2602 {
2603         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2604
2605         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
2606         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
2607         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
2608         dl_se->flags = attr->sched_flags;
2609         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
2610         dl_se->dl_density = to_ratio(dl_se->dl_deadline, dl_se->dl_runtime);
2611 }
2612
2613 void __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
2614 {
2615         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2616
2617         attr->sched_priority = p->rt_priority;
2618         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
2619         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
2620         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
2621         attr->sched_flags = dl_se->flags;
2622 }
2623
2624 /*
2625  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
2626  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
2627  * than the runtime, as well as the period of being zero or
2628  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
2629  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
2630  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
2631  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
2632  * sched_period, as the latter can be zero).
2633  */
2634 bool __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
2635 {
2636         /* special dl tasks don't actually use any parameter */
2637         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2638                 return true;
2639
2640         /* deadline != 0 */
2641         if (attr->sched_deadline == 0)
2642                 return false;
2643
2644         /*
2645          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
2646          * that big.
2647          */
2648         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
2649                 return false;
2650
2651         /*
2652          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
2653          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
2654          */
2655         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
2656             attr->sched_period & (1ULL << 63))
2657                 return false;
2658
2659         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
2660         if ((attr->sched_period != 0 &&
2661              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
2662             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
2663                 return false;
2664
2665         return true;
2666 }
2667
2668 /*
2669  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2670  */
2671 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2672 {
2673         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2674
2675         dl_se->dl_runtime               = 0;
2676         dl_se->dl_deadline              = 0;
2677         dl_se->dl_period                = 0;
2678         dl_se->flags                    = 0;
2679         dl_se->dl_bw                    = 0;
2680         dl_se->dl_density               = 0;
2681
2682         dl_se->dl_throttled             = 0;
2683         dl_se->dl_yielded               = 0;
2684         dl_se->dl_non_contending        = 0;
2685         dl_se->dl_overrun               = 0;
2686 }
2687
2688 bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2689 {
2690         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2691
2692         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
2693             dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
2694             dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
2695             dl_se->flags != attr->sched_flags)
2696                 return true;
2697
2698         return false;
2699 }
2700
2701 #ifdef CONFIG_SMP
2702 int dl_task_can_attach(struct task_struct *p, const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
2703 {
2704         unsigned int dest_cpu;
2705         struct dl_bw *dl_b;
2706         bool overflow;
2707         int cpus, ret;
2708         unsigned long flags;
2709
2710         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs_cpus_allowed);
2711
2712         rcu_read_lock_sched();
2713         dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
2714         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2715         cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
2716         overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
2717         if (overflow) {
2718                 ret = -EBUSY;
2719         } else {
2720                 /*
2721                  * We reserve space for this task in the destination
2722                  * root_domain, as we can't fail after this point.
2723                  * We will free resources in the source root_domain
2724                  * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
2725                  */
2726                 __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2727                 ret = 0;
2728         }
2729         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2730         rcu_read_unlock_sched();
2731
2732         return ret;
2733 }
2734
2735 int dl_cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
2736                                  const struct cpumask *trial)
2737 {
2738         int ret = 1, trial_cpus;
2739         struct dl_bw *cur_dl_b;
2740         unsigned long flags;
2741
2742         rcu_read_lock_sched();
2743         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
2744         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
2745
2746         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
2747         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
2748             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
2749                 ret = 0;
2750         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
2751         rcu_read_unlock_sched();
2752
2753         return ret;
2754 }
2755
2756 bool dl_cpu_busy(unsigned int cpu)
2757 {
2758         unsigned long flags;
2759         struct dl_bw *dl_b;
2760         bool overflow;
2761         int cpus;
2762
2763         rcu_read_lock_sched();
2764         dl_b = dl_bw_of(cpu);
2765         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2766         cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2767         overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
2768         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2769         rcu_read_unlock_sched();
2770
2771         return overflow;
2772 }
2773 #endif
2774
2775 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2776 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
2777 {
2778         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
2779 }
2780 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */