drm/rockchip: vop: reject vlank control when vop is disabled
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / deadline.c
1 /*
2  * Deadline Scheduling Class (SCHED_DEADLINE)
3  *
4  * Earliest Deadline First (EDF) + Constant Bandwidth Server (CBS).
5  *
6  * Tasks that periodically executes their instances for less than their
7  * runtime won't miss any of their deadlines.
8  * Tasks that are not periodic or sporadic or that tries to execute more
9  * than their reserved bandwidth will be slowed down (and may potentially
10  * miss some of their deadlines), and won't affect any other task.
11  *
12  * Copyright (C) 2012 Dario Faggioli <raistlin@linux.it>,
13  *                    Juri Lelli <juri.lelli@gmail.com>,
14  *                    Michael Trimarchi <michael@amarulasolutions.com>,
15  *                    Fabio Checconi <fchecconi@gmail.com>
16  */
17 #include "sched.h"
18
19 #include <linux/slab.h>
20
21 struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
22
23 static inline struct task_struct *dl_task_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
24 {
25         return container_of(dl_se, struct task_struct, dl);
26 }
27
28 static inline struct rq *rq_of_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
29 {
30         return container_of(dl_rq, struct rq, dl);
31 }
32
33 static inline struct dl_rq *dl_rq_of_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
34 {
35         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
36         struct rq *rq = task_rq(p);
37
38         return &rq->dl;
39 }
40
41 static inline int on_dl_rq(struct sched_dl_entity *dl_se)
42 {
43         return !RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node);
44 }
45
46 static void add_average_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
47 {
48         u64 se_bw = dl_se->dl_bw;
49
50         dl_rq->avg_bw += se_bw;
51 }
52
53 static void clear_average_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
54 {
55         u64 se_bw = dl_se->dl_bw;
56
57         dl_rq->avg_bw -= se_bw;
58         if (dl_rq->avg_bw < 0) {
59                 WARN_ON(1);
60                 dl_rq->avg_bw = 0;
61         }
62 }
63
64 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
65 {
66         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
67
68         return dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
69 }
70
71 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
72 {
73         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
74         dl_b->dl_period = period;
75         dl_b->dl_runtime = runtime;
76 }
77
78 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
79 {
80         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
81         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
82         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
83                 dl_b->bw = -1;
84         else
85                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
86         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
87         dl_b->total_bw = 0;
88 }
89
90 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
91 {
92         dl_rq->rb_root = RB_ROOT;
93
94 #ifdef CONFIG_SMP
95         /* zero means no -deadline tasks */
96         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
97
98         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
99         dl_rq->overloaded = 0;
100         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT;
101 #else
102         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
103 #endif
104 }
105
106 #ifdef CONFIG_SMP
107
108 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
109 {
110         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
111 }
112
113 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
114 {
115         if (!rq->online)
116                 return;
117
118         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
119         /*
120          * Must be visible before the overload count is
121          * set (as in sched_rt.c).
122          *
123          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
124          */
125         smp_wmb();
126         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
127 }
128
129 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
130 {
131         if (!rq->online)
132                 return;
133
134         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
135         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
136 }
137
138 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
139 {
140         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
141                 if (!dl_rq->overloaded) {
142                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
143                         dl_rq->overloaded = 1;
144                 }
145         } else if (dl_rq->overloaded) {
146                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
147                 dl_rq->overloaded = 0;
148         }
149 }
150
151 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
152 {
153         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
154
155         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
156                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
157
158         update_dl_migration(dl_rq);
159 }
160
161 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
162 {
163         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
164
165         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
166                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
167
168         update_dl_migration(dl_rq);
169 }
170
171 /*
172  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
173  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
174  */
175 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
176 {
177         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
178         struct rb_node **link = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_node;
179         struct rb_node *parent = NULL;
180         struct task_struct *entry;
181         int leftmost = 1;
182
183         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
184
185         while (*link) {
186                 parent = *link;
187                 entry = rb_entry(parent, struct task_struct,
188                                  pushable_dl_tasks);
189                 if (dl_entity_preempt(&p->dl, &entry->dl))
190                         link = &parent->rb_left;
191                 else {
192                         link = &parent->rb_right;
193                         leftmost = 0;
194                 }
195         }
196
197         if (leftmost)
198                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = &p->pushable_dl_tasks;
199
200         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
201         rb_insert_color(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
202 }
203
204 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
205 {
206         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
207
208         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
209                 return;
210
211         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
212                 struct rb_node *next_node;
213
214                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
215                 dl_rq->pushable_dl_tasks_leftmost = next_node;
216         }
217
218         rb_erase(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
219         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
220 }
221
222 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
223 {
224         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root);
225 }
226
227 static int push_dl_task(struct rq *rq);
228
229 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
230 {
231         return dl_task(prev);
232 }
233
234 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
235 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
236
237 static void push_dl_tasks(struct rq *);
238 static void pull_dl_task(struct rq *);
239
240 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
241 {
242         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
243                 return;
244
245         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
246 }
247
248 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
249 {
250         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
251 }
252
253 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
254
255 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
256 {
257         struct rq *later_rq = NULL;
258         bool fallback = false;
259
260         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
261
262         if (!later_rq) {
263                 int cpu;
264
265                 /*
266                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
267                  * online cpu.
268                  */
269                 fallback = true;
270                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, tsk_cpus_allowed(p));
271                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
272                         /*
273                          * Fail to find any suitable cpu.
274                          * The task will never come back!
275                          */
276                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
277
278                         /*
279                          * If admission control is disabled we
280                          * try a little harder to let the task
281                          * run.
282                          */
283                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
284                 }
285                 later_rq = cpu_rq(cpu);
286                 double_lock_balance(rq, later_rq);
287         }
288
289         /*
290          * By now the task is replenished and enqueued; migrate it.
291          */
292         deactivate_task(rq, p, 0);
293         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
294         activate_task(later_rq, p, 0);
295
296         if (!fallback)
297                 resched_curr(later_rq);
298
299         double_unlock_balance(later_rq, rq);
300
301         return later_rq;
302 }
303
304 #else
305
306 static inline
307 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
308 {
309 }
310
311 static inline
312 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
313 {
314 }
315
316 static inline
317 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
318 {
319 }
320
321 static inline
322 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
323 {
324 }
325
326 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
327 {
328         return false;
329 }
330
331 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
332 {
333 }
334
335 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
336 {
337 }
338
339 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
340 {
341 }
342 #endif /* CONFIG_SMP */
343
344 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
345 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
346 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
347                                   int flags);
348
349 /*
350  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
351  * and this means that:
352  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
353  *    current time + relative deadline;
354  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
355  *
356  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
357  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
358  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
359  * parameters.
360  */
361 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
362                                        struct sched_dl_entity *pi_se)
363 {
364         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
365         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
366
367         WARN_ON(!dl_se->dl_new || dl_se->dl_throttled);
368
369         /*
370          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
371          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
372          * spent on hardirq context, etc.).
373          */
374         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
375         dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
376         dl_se->dl_new = 0;
377 }
378
379 /*
380  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
381  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
382  * exhausting its runtime.
383  *
384  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
385  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
386  * other entities.
387  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
388  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
389  *
390  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
391  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
392  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
393  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
394  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
395  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
396  */
397 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
398                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
399 {
400         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
401         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
402
403         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
404
405         /*
406          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
407          * Just go with full inherited parameters.
408          */
409         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
410                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
411                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
412         }
413
414         /*
415          * We keep moving the deadline away until we get some
416          * available runtime for the entity. This ensures correct
417          * handling of situations where the runtime overrun is
418          * arbitrary large.
419          */
420         while (dl_se->runtime <= 0) {
421                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
422                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
423         }
424
425         /*
426          * At this point, the deadline really should be "in
427          * the future" with respect to rq->clock. If it's
428          * not, we are, for some reason, lagging too much!
429          * Anyway, after having warn userspace abut that,
430          * we still try to keep the things running by
431          * resetting the deadline and the budget of the
432          * entity.
433          */
434         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
435                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged to much\n");
436                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
437                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
438         }
439
440         if (dl_se->dl_yielded)
441                 dl_se->dl_yielded = 0;
442         if (dl_se->dl_throttled)
443                 dl_se->dl_throttled = 0;
444 }
445
446 /*
447  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
448  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
449  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
450  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
451  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
452  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
453  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
454  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
455  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
456  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
457  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
458  * Documentation/scheduler/sched-deadline.txt for more informations).
459  *
460  * This function returns true if:
461  *
462  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_period ,
463  *
464  * IOW we can't recycle current parameters.
465  *
466  * Notice that the bandwidth check is done against the period. For
467  * task with deadline equal to period this is the same of using
468  * dl_deadline instead of dl_period in the equation above.
469  */
470 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
471                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
472 {
473         u64 left, right;
474
475         /*
476          * left and right are the two sides of the equation above,
477          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
478          * of divisions.
479          *
480          * Note that none of the time values involved in the two
481          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
482          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
483          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
484          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
485          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
486          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
487          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
488          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
489          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
490          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
491          * (but still we want to give the user that illusion >;).
492          */
493         left = (pi_se->dl_period >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
494         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
495                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
496
497         return dl_time_before(right, left);
498 }
499
500 /*
501  * When a -deadline entity is queued back on the runqueue, its runtime and
502  * deadline might need updating.
503  *
504  * The policy here is that we update the deadline of the entity only if:
505  *  - the current deadline is in the past,
506  *  - using the remaining runtime with the current deadline would make
507  *    the entity exceed its bandwidth.
508  */
509 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
510                              struct sched_dl_entity *pi_se)
511 {
512         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
513         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
514
515         if (dl_se->dl_new)
516                 add_average_bw(dl_se, dl_rq);
517
518         /*
519          * The arrival of a new instance needs special treatment, i.e.,
520          * the actual scheduling parameters have to be "renewed".
521          */
522         if (dl_se->dl_new) {
523                 setup_new_dl_entity(dl_se, pi_se);
524                 return;
525         }
526
527         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
528             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
529                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
530                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
531         }
532 }
533
534 /*
535  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
536  * while waiting for some new execution time to become available, we
537  * set the bandwidth enforcement timer to the replenishment instant
538  * and try to activate it.
539  *
540  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
541  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
542  * the future or in the past).
543  */
544 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
545 {
546         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
547         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
548         struct rq *rq = task_rq(p);
549         ktime_t now, act;
550         s64 delta;
551
552         lockdep_assert_held(&rq->lock);
553
554         /*
555          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
556          * that it is actually coming from rq->clock and not from
557          * hrtimer's time base reading.
558          */
559         act = ns_to_ktime(dl_se->deadline);
560         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
561         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
562         act = ktime_add_ns(act, delta);
563
564         /*
565          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
566          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
567          * start the timer in the past!
568          */
569         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
570                 return 0;
571
572         /*
573          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
574          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
575          *
576          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
577          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
578          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
579          * and observe our state.
580          */
581         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
582                 get_task_struct(p);
583                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS);
584         }
585
586         return 1;
587 }
588
589 /*
590  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
591  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
592  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
593  *
594  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
595  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
596  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
597  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
598  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
599  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
600  * next call to enqueue_task_dl().
601  */
602 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
603 {
604         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
605                                                      struct sched_dl_entity,
606                                                      dl_timer);
607         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
608         unsigned long flags;
609         struct rq *rq;
610
611         rq = task_rq_lock(p, &flags);
612
613         /*
614          * The task might have changed its scheduling policy to something
615          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_fromd_dl()).
616          */
617         if (!dl_task(p)) {
618                 __dl_clear_params(p);
619                 goto unlock;
620         }
621
622         /*
623          * This is possible if switched_from_dl() raced against a running
624          * callback that took the above !dl_task() path and we've since then
625          * switched back into SCHED_DEADLINE.
626          *
627          * There's nothing to do except drop our task reference.
628          */
629         if (dl_se->dl_new)
630                 goto unlock;
631
632         /*
633          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
634          * boosting/deboosting path, its not throttled.
635          */
636         if (dl_se->dl_boosted)
637                 goto unlock;
638
639         /*
640          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
641          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
642          */
643         if (!dl_se->dl_throttled)
644                 goto unlock;
645
646         sched_clock_tick();
647         update_rq_clock(rq);
648
649         /*
650          * If the throttle happened during sched-out; like:
651          *
652          *   schedule()
653          *     deactivate_task()
654          *       dequeue_task_dl()
655          *         update_curr_dl()
656          *           start_dl_timer()
657          *         __dequeue_task_dl()
658          *     prev->on_rq = 0;
659          *
660          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
661          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
662          */
663         if (!task_on_rq_queued(p)) {
664                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
665                 goto unlock;
666         }
667
668         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
669         if (dl_task(rq->curr))
670                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
671         else
672                 resched_curr(rq);
673
674 #ifdef CONFIG_SMP
675         /*
676          * Perform balancing operations here; after the replenishments.  We
677          * cannot drop rq->lock before this, otherwise the assertion in
678          * start_dl_timer() about not missing updates is not true.
679          *
680          * If we find that the rq the task was on is no longer available, we
681          * need to select a new rq.
682          *
683          * XXX figure out if select_task_rq_dl() deals with offline cpus.
684          */
685         if (unlikely(!rq->online))
686                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
687
688         /*
689          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
690          * to kick someone away.
691          */
692         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
693                 /*
694                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
695                  * rq->lock.
696                  */
697                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
698                 push_dl_task(rq);
699                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
700         }
701 #endif
702
703 unlock:
704         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
705
706         /*
707          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
708          * anything related to that after this.
709          */
710         put_task_struct(p);
711
712         return HRTIMER_NORESTART;
713 }
714
715 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
716 {
717         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
718
719         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
720         timer->function = dl_task_timer;
721 }
722
723 static
724 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
725 {
726         return (dl_se->runtime <= 0);
727 }
728
729 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
730
731 /*
732  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
733  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
734  */
735 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
736 {
737         struct task_struct *curr = rq->curr;
738         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
739         u64 delta_exec;
740
741         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
742                 return;
743
744         /*
745          * Consumed budget is computed considering the time as
746          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
747          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
748          * computed using hard walltime. This seems to be the more
749          * natural solution, but the full ramifications of this
750          * approach need further study.
751          */
752         delta_exec = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
753         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
754                 return;
755
756         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
757                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
758
759         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
760         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
761
762         curr->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
763         cpuacct_charge(curr, delta_exec);
764
765         dl_se->runtime -= dl_se->dl_yielded ? 0 : delta_exec;
766         if (dl_runtime_exceeded(dl_se)) {
767                 dl_se->dl_throttled = 1;
768                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
769                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(curr)))
770                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
771
772                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
773                         resched_curr(rq);
774         }
775
776         /*
777          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
778          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
779          * would be able to exceed the shared quota.
780          *
781          * Account to the root rt group for now.
782          *
783          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
784          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
785          * out before that can happen.
786          */
787         if (rt_bandwidth_enabled()) {
788                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
789
790                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
791                 /*
792                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
793                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
794                  * bandwidth is relevant.
795                  */
796                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
797                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
798                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
799         }
800 }
801
802 #ifdef CONFIG_SMP
803
804 static struct task_struct *pick_next_earliest_dl_task(struct rq *rq, int cpu);
805
806 static inline u64 next_deadline(struct rq *rq)
807 {
808         struct task_struct *next = pick_next_earliest_dl_task(rq, rq->cpu);
809
810         if (next && dl_prio(next->prio))
811                 return next->dl.deadline;
812         else
813                 return 0;
814 }
815
816 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
817 {
818         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
819
820         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
821             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
822                 /*
823                  * If the dl_rq had no -deadline tasks, or if the new task
824                  * has shorter deadline than the current one on dl_rq, we
825                  * know that the previous earliest becomes our next earliest,
826                  * as the new task becomes the earliest itself.
827                  */
828                 dl_rq->earliest_dl.next = dl_rq->earliest_dl.curr;
829                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
830                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline, 1);
831         } else if (dl_rq->earliest_dl.next == 0 ||
832                    dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.next)) {
833                 /*
834                  * On the other hand, if the new -deadline task has a
835                  * a later deadline than the earliest one on dl_rq, but
836                  * it is earlier than the next (if any), we must
837                  * recompute the next-earliest.
838                  */
839                 dl_rq->earliest_dl.next = next_deadline(rq);
840         }
841 }
842
843 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
844 {
845         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
846
847         /*
848          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
849          * task we must recompute them.
850          */
851         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
852                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
853                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
854                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
855         } else {
856                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->rb_leftmost;
857                 struct sched_dl_entity *entry;
858
859                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
860                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
861                 dl_rq->earliest_dl.next = next_deadline(rq);
862                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline, 1);
863         }
864 }
865
866 #else
867
868 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
869 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
870
871 #endif /* CONFIG_SMP */
872
873 static inline
874 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
875 {
876         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
877         u64 deadline = dl_se->deadline;
878
879         WARN_ON(!dl_prio(prio));
880         dl_rq->dl_nr_running++;
881         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
882
883         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
884         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
885 }
886
887 static inline
888 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
889 {
890         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
891
892         WARN_ON(!dl_prio(prio));
893         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
894         dl_rq->dl_nr_running--;
895         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
896
897         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
898         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
899 }
900
901 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
902 {
903         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
904         struct rb_node **link = &dl_rq->rb_root.rb_node;
905         struct rb_node *parent = NULL;
906         struct sched_dl_entity *entry;
907         int leftmost = 1;
908
909         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
910
911         while (*link) {
912                 parent = *link;
913                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
914                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
915                         link = &parent->rb_left;
916                 else {
917                         link = &parent->rb_right;
918                         leftmost = 0;
919                 }
920         }
921
922         if (leftmost)
923                 dl_rq->rb_leftmost = &dl_se->rb_node;
924
925         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
926         rb_insert_color(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
927
928         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
929 }
930
931 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
932 {
933         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
934
935         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
936                 return;
937
938         if (dl_rq->rb_leftmost == &dl_se->rb_node) {
939                 struct rb_node *next_node;
940
941                 next_node = rb_next(&dl_se->rb_node);
942                 dl_rq->rb_leftmost = next_node;
943         }
944
945         rb_erase(&dl_se->rb_node, &dl_rq->rb_root);
946         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
947
948         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
949 }
950
951 static void
952 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
953                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
954 {
955         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
956
957         /*
958          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
959          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
960          * we want a replenishment of its runtime.
961          */
962         if (dl_se->dl_new || flags & ENQUEUE_WAKEUP)
963                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
964         else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH)
965                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
966
967         __enqueue_dl_entity(dl_se);
968 }
969
970 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
971 {
972         __dequeue_dl_entity(dl_se);
973 }
974
975 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
976 {
977         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
978         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
979
980         /*
981          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter
982          * task if we have one and its (absolute) deadline is
983          * smaller than our one... OTW we keep our runtime and
984          * deadline.
985          */
986         if (pi_task && p->dl.dl_boosted && dl_prio(pi_task->normal_prio)) {
987                 pi_se = &pi_task->dl;
988         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
989                 /*
990                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
991                  * that is going to be deboosted, but exceedes its
992                  * runtime while doing so. No point in replenishing
993                  * it, as it's going to return back to its original
994                  * scheduling class after this.
995                  */
996                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
997                 return;
998         }
999
1000         /*
1001          * If p is throttled, we do nothing. In fact, if it exhausted
1002          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
1003          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
1004          * run yet) will take care of this.
1005          */
1006         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH))
1007                 return;
1008
1009         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
1010
1011         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1012                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1013 }
1014
1015 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1016 {
1017         dequeue_dl_entity(&p->dl);
1018         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1019 }
1020
1021 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1022 {
1023         update_curr_dl(rq);
1024         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
1029  *
1030  *   get off from the CPU until our next instance, with
1031  *   a new runtime. This is of little use now, since we
1032  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
1033  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
1034  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
1035  *   is available for other task instances to use it.
1036  */
1037 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
1038 {
1039         struct task_struct *p = rq->curr;
1040
1041         /*
1042          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1043          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1044          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1045          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1046          */
1047         if (p->dl.runtime > 0) {
1048                 rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1049                 p->dl.runtime = 0;
1050         }
1051         update_rq_clock(rq);
1052         update_curr_dl(rq);
1053         /*
1054          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1055          * so we don't do microscopic update in schedule()
1056          * and double the fastpath cost.
1057          */
1058         rq_clock_skip_update(rq, true);
1059 }
1060
1061 #ifdef CONFIG_SMP
1062
1063 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1064
1065 static int
1066 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1067 {
1068         struct task_struct *curr;
1069         struct rq *rq;
1070
1071         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1072                 goto out;
1073
1074         rq = cpu_rq(cpu);
1075
1076         rcu_read_lock();
1077         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1078
1079         /*
1080          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1081          * decide where to wake it up.
1082          * If it has a later deadline and the current task
1083          * on this rq can't move (provided the waking task
1084          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1085          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1086          * try to make it stay here, it might be important.
1087          */
1088         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1089             (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1090              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1091             (p->nr_cpus_allowed > 1)) {
1092                 int target = find_later_rq(p);
1093
1094                 if (target != -1 &&
1095                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1096                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1097                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1098                         cpu = target;
1099         }
1100         rcu_read_unlock();
1101
1102 out:
1103         return cpu;
1104 }
1105
1106 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1107 {
1108         /*
1109          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1110          * let's hope p can move out.
1111          */
1112         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1113             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL) == -1)
1114                 return;
1115
1116         /*
1117          * p is migratable, so let's not schedule it and
1118          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1119          */
1120         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1121             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL) != -1)
1122                 return;
1123
1124         resched_curr(rq);
1125 }
1126
1127 #endif /* CONFIG_SMP */
1128
1129 /*
1130  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1131  * tasks.
1132  */
1133 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1134                                   int flags)
1135 {
1136         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1137                 resched_curr(rq);
1138                 return;
1139         }
1140
1141 #ifdef CONFIG_SMP
1142         /*
1143          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1144          * let us try to decide what's the best thing to do...
1145          */
1146         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1147             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1148                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1149 #endif /* CONFIG_SMP */
1150 }
1151
1152 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1153 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1154 {
1155         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1156 }
1157 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1158 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1159 {
1160 }
1161 #endif
1162
1163 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1164                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1165 {
1166         struct rb_node *left = dl_rq->rb_leftmost;
1167
1168         if (!left)
1169                 return NULL;
1170
1171         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1172 }
1173
1174 struct task_struct *pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1175 {
1176         struct sched_dl_entity *dl_se;
1177         struct task_struct *p;
1178         struct dl_rq *dl_rq;
1179
1180         dl_rq = &rq->dl;
1181
1182         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1183                 /*
1184                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1185                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1186                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we're
1187                  * being very careful to re-start the picking loop.
1188                  */
1189                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1190                 pull_dl_task(rq);
1191                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1192                 /*
1193                  * pull_rt_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1194                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1195                  * re-start task selection.
1196                  */
1197                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1198                         return RETRY_TASK;
1199         }
1200
1201         /*
1202          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1203          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1204          */
1205         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1206                 update_curr_dl(rq);
1207
1208         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1209                 return NULL;
1210
1211         put_prev_task(rq, prev);
1212
1213         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1214         BUG_ON(!dl_se);
1215
1216         p = dl_task_of(dl_se);
1217         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1218
1219         /* Running task will never be pushed. */
1220        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1221
1222         if (hrtick_enabled(rq))
1223                 start_hrtick_dl(rq, p);
1224
1225         queue_push_tasks(rq);
1226
1227         return p;
1228 }
1229
1230 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1231 {
1232         update_curr_dl(rq);
1233
1234         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1235                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1236 }
1237
1238 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1239 {
1240         update_curr_dl(rq);
1241
1242         /*
1243          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1244          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1245          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1246          */
1247         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1248             is_leftmost(p, &rq->dl))
1249                 start_hrtick_dl(rq, p);
1250 }
1251
1252 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1253 {
1254         /*
1255          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1256          * sched_fork()
1257          */
1258 }
1259
1260 static void task_dead_dl(struct task_struct *p)
1261 {
1262         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1263         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(&p->dl);
1264         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1265
1266         /*
1267          * Since we are TASK_DEAD we won't slip out of the domain!
1268          */
1269         raw_spin_lock_irq(&dl_b->lock);
1270         /* XXX we should retain the bw until 0-lag */
1271         dl_b->total_bw -= p->dl.dl_bw;
1272         raw_spin_unlock_irq(&dl_b->lock);
1273
1274         clear_average_bw(&p->dl, &rq->dl);
1275 }
1276
1277 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1278 {
1279         struct task_struct *p = rq->curr;
1280
1281         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1282
1283         /* You can't push away the running task */
1284         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1285 }
1286
1287 #ifdef CONFIG_SMP
1288
1289 /* Only try algorithms three times */
1290 #define DL_MAX_TRIES 3
1291
1292 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1293 {
1294         if (!task_running(rq, p) &&
1295             cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1296                 return 1;
1297         return 0;
1298 }
1299
1300 /* Returns the second earliest -deadline task, NULL otherwise */
1301 static struct task_struct *pick_next_earliest_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1302 {
1303         struct rb_node *next_node = rq->dl.rb_leftmost;
1304         struct sched_dl_entity *dl_se;
1305         struct task_struct *p = NULL;
1306
1307 next_node:
1308         next_node = rb_next(next_node);
1309         if (next_node) {
1310                 dl_se = rb_entry(next_node, struct sched_dl_entity, rb_node);
1311                 p = dl_task_of(dl_se);
1312
1313                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1314                         return p;
1315
1316                 goto next_node;
1317         }
1318
1319         return NULL;
1320 }
1321
1322 /*
1323  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1324  * on the CPU, NULL otherwise:
1325  */
1326 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1327 {
1328         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost;
1329         struct task_struct *p = NULL;
1330
1331         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1332                 return NULL;
1333
1334 next_node:
1335         if (next_node) {
1336                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1337
1338                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1339                         return p;
1340
1341                 next_node = rb_next(next_node);
1342                 goto next_node;
1343         }
1344
1345         return NULL;
1346 }
1347
1348 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1349
1350 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1351 {
1352         struct sched_domain *sd;
1353         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1354         int this_cpu = smp_processor_id();
1355         int best_cpu, cpu = task_cpu(task);
1356
1357         /* Make sure the mask is initialized first */
1358         if (unlikely(!later_mask))
1359                 return -1;
1360
1361         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1362                 return -1;
1363
1364         /*
1365          * We have to consider system topology and task affinity
1366          * first, then we can look for a suitable cpu.
1367          */
1368         best_cpu = cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl,
1369                         task, later_mask);
1370         if (best_cpu == -1)
1371                 return -1;
1372
1373         /*
1374          * If we are here, some target has been found,
1375          * the most suitable of which is cached in best_cpu.
1376          * This is, among the runqueues where the current tasks
1377          * have later deadlines than the task's one, the rq
1378          * with the latest possible one.
1379          *
1380          * Now we check how well this matches with task's
1381          * affinity and system topology.
1382          *
1383          * The last cpu where the task run is our first
1384          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1385          */
1386         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1387                 return cpu;
1388         /*
1389          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1390          * not in the mask) or not.
1391          */
1392         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1393                 this_cpu = -1;
1394
1395         rcu_read_lock();
1396         for_each_domain(cpu, sd) {
1397                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1398
1399                         /*
1400                          * If possible, preempting this_cpu is
1401                          * cheaper than migrating.
1402                          */
1403                         if (this_cpu != -1 &&
1404                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1405                                 rcu_read_unlock();
1406                                 return this_cpu;
1407                         }
1408
1409                         /*
1410                          * Last chance: if best_cpu is valid and is
1411                          * in the mask, that becomes our choice.
1412                          */
1413                         if (best_cpu < nr_cpu_ids &&
1414                             cpumask_test_cpu(best_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1415                                 rcu_read_unlock();
1416                                 return best_cpu;
1417                         }
1418                 }
1419         }
1420         rcu_read_unlock();
1421
1422         /*
1423          * At this point, all our guesses failed, we just return
1424          * 'something', and let the caller sort the things out.
1425          */
1426         if (this_cpu != -1)
1427                 return this_cpu;
1428
1429         cpu = cpumask_any(later_mask);
1430         if (cpu < nr_cpu_ids)
1431                 return cpu;
1432
1433         return -1;
1434 }
1435
1436 /* Locks the rq it finds */
1437 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1438 {
1439         struct rq *later_rq = NULL;
1440         int tries;
1441         int cpu;
1442
1443         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1444                 cpu = find_later_rq(task);
1445
1446                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1447                         break;
1448
1449                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1450
1451                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
1452                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
1453                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
1454                         /*
1455                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
1456                          * retrying does not release any lock and is unlikely
1457                          * to yield a different result.
1458                          */
1459                         later_rq = NULL;
1460                         break;
1461                 }
1462
1463                 /* Retry if something changed. */
1464                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1465                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1466                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu,
1467                                                        &task->cpus_allowed) ||
1468                                      task_running(rq, task) ||
1469                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1470                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1471                                 later_rq = NULL;
1472                                 break;
1473                         }
1474                 }
1475
1476                 /*
1477                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1478                  * its earliest one has a later deadline than our
1479                  * task, the rq is a good one.
1480                  */
1481                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1482                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1483                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1484                         break;
1485
1486                 /* Otherwise we try again. */
1487                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1488                 later_rq = NULL;
1489         }
1490
1491         return later_rq;
1492 }
1493
1494 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1495 {
1496         struct task_struct *p;
1497
1498         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1499                 return NULL;
1500
1501         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_leftmost,
1502                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1503
1504         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
1505         BUG_ON(task_current(rq, p));
1506         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
1507
1508         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
1509         BUG_ON(!dl_task(p));
1510
1511         return p;
1512 }
1513
1514 /*
1515  * See if the non running -deadline tasks on this rq
1516  * can be sent to some other CPU where they can preempt
1517  * and start executing.
1518  */
1519 static int push_dl_task(struct rq *rq)
1520 {
1521         struct task_struct *next_task;
1522         struct rq *later_rq;
1523         int ret = 0;
1524
1525         if (!rq->dl.overloaded)
1526                 return 0;
1527
1528         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1529         if (!next_task)
1530                 return 0;
1531
1532 retry:
1533         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
1534                 WARN_ON(1);
1535                 return 0;
1536         }
1537
1538         /*
1539          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
1540          * can move away, it makes sense to just reschedule
1541          * without going further in pushing next_task.
1542          */
1543         if (dl_task(rq->curr) &&
1544             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
1545             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
1546                 resched_curr(rq);
1547                 return 0;
1548         }
1549
1550         /* We might release rq lock */
1551         get_task_struct(next_task);
1552
1553         /* Will lock the rq it'll find */
1554         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
1555         if (!later_rq) {
1556                 struct task_struct *task;
1557
1558                 /*
1559                  * We must check all this again, since
1560                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
1561                  * then possible that next_task has migrated.
1562                  */
1563                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
1564                 if (task_cpu(next_task) == rq->cpu && task == next_task) {
1565                         /*
1566                          * The task is still there. We don't try
1567                          * again, some other cpu will pull it when ready.
1568                          */
1569                         goto out;
1570                 }
1571
1572                 if (!task)
1573                         /* No more tasks */
1574                         goto out;
1575
1576                 put_task_struct(next_task);
1577                 next_task = task;
1578                 goto retry;
1579         }
1580
1581         deactivate_task(rq, next_task, 0);
1582         clear_average_bw(&next_task->dl, &rq->dl);
1583         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
1584         add_average_bw(&next_task->dl, &later_rq->dl);
1585         activate_task(later_rq, next_task, 0);
1586         ret = 1;
1587
1588         resched_curr(later_rq);
1589
1590         double_unlock_balance(rq, later_rq);
1591
1592 out:
1593         put_task_struct(next_task);
1594
1595         return ret;
1596 }
1597
1598 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
1599 {
1600         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
1601         while (push_dl_task(rq))
1602                 ;
1603 }
1604
1605 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
1606 {
1607         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
1608         struct task_struct *p;
1609         bool resched = false;
1610         struct rq *src_rq;
1611         u64 dmin = LONG_MAX;
1612
1613         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
1614                 return;
1615
1616         /*
1617          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
1618          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
1619          */
1620         smp_rmb();
1621
1622         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
1623                 if (this_cpu == cpu)
1624                         continue;
1625
1626                 src_rq = cpu_rq(cpu);
1627
1628                 /*
1629                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
1630                  * we are fine with this.
1631                  */
1632                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
1633                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
1634                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
1635                         continue;
1636
1637                 /* Might drop this_rq->lock */
1638                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
1639
1640                 /*
1641                  * If there are no more pullable tasks on the
1642                  * rq, we're done with it.
1643                  */
1644                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
1645                         goto skip;
1646
1647                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
1648
1649                 /*
1650                  * We found a task to be pulled if:
1651                  *  - it preempts our current (if there's one),
1652                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
1653                  */
1654                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
1655                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
1656                      dl_time_before(p->dl.deadline,
1657                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
1658                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
1659                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
1660
1661                         /*
1662                          * Then we pull iff p has actually an earlier
1663                          * deadline than the current task of its runqueue.
1664                          */
1665                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
1666                                            src_rq->curr->dl.deadline))
1667                                 goto skip;
1668
1669                         resched = true;
1670
1671                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1672                         clear_average_bw(&p->dl, &src_rq->dl);
1673                         set_task_cpu(p, this_cpu);
1674                         add_average_bw(&p->dl, &this_rq->dl);
1675                         activate_task(this_rq, p, 0);
1676                         dmin = p->dl.deadline;
1677
1678                         /* Is there any other task even earlier? */
1679                 }
1680 skip:
1681                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
1682         }
1683
1684         if (resched)
1685                 resched_curr(this_rq);
1686 }
1687
1688 /*
1689  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
1690  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
1691  */
1692 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1693 {
1694         if (!task_running(rq, p) &&
1695             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
1696             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
1697             dl_task(rq->curr) &&
1698             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1699              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
1700                 push_dl_tasks(rq);
1701         }
1702 }
1703
1704 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
1705                                 const struct cpumask *new_mask)
1706 {
1707         struct root_domain *src_rd;
1708         struct rq *rq;
1709
1710         BUG_ON(!dl_task(p));
1711
1712         rq = task_rq(p);
1713         src_rd = rq->rd;
1714         /*
1715          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
1716          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
1717          * update. We already made space for us in the destination
1718          * domain (see cpuset_can_attach()).
1719          */
1720         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
1721                 struct dl_bw *src_dl_b;
1722
1723                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
1724                 /*
1725                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
1726                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
1727                  * until we complete the update.
1728                  */
1729                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
1730                 __dl_clear(src_dl_b, p->dl.dl_bw);
1731                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
1732         }
1733
1734         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
1735 }
1736
1737 /* Assumes rq->lock is held */
1738 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
1739 {
1740         if (rq->dl.overloaded)
1741                 dl_set_overload(rq);
1742
1743         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1744         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
1745                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr, 1);
1746 }
1747
1748 /* Assumes rq->lock is held */
1749 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
1750 {
1751         if (rq->dl.overloaded)
1752                 dl_clear_overload(rq);
1753
1754         cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, 0, 0);
1755         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1756 }
1757
1758 void __init init_sched_dl_class(void)
1759 {
1760         unsigned int i;
1761
1762         for_each_possible_cpu(i)
1763                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
1764                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
1765 }
1766
1767 #endif /* CONFIG_SMP */
1768
1769 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1770 {
1771         /*
1772          * Start the deadline timer; if we switch back to dl before this we'll
1773          * continue consuming our current CBS slice. If we stay outside of
1774          * SCHED_DEADLINE until the deadline passes, the timer will reset the
1775          * task.
1776          */
1777         if (!start_dl_timer(p))
1778                 __dl_clear_params(p);
1779
1780         clear_average_bw(&p->dl, &rq->dl);
1781
1782         /*
1783          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
1784          * this is the right place to try to pull some other one
1785          * from an overloaded cpu, if any.
1786          */
1787         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
1788                 return;
1789
1790         queue_pull_task(rq);
1791 }
1792
1793 /*
1794  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
1795  * we try to push someone off, if possible.
1796  */
1797 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1798 {
1799         if (task_on_rq_queued(p) && rq->curr != p) {
1800 #ifdef CONFIG_SMP
1801                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
1802                         queue_push_tasks(rq);
1803 #else
1804                 if (dl_task(rq->curr))
1805                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1806                 else
1807                         resched_curr(rq);
1808 #endif
1809         }
1810 }
1811
1812 /*
1813  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
1814  * a push or pull operation might be needed.
1815  */
1816 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1817                             int oldprio)
1818 {
1819         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
1820 #ifdef CONFIG_SMP
1821                 /*
1822                  * This might be too much, but unfortunately
1823                  * we don't have the old deadline value, and
1824                  * we can't argue if the task is increasing
1825                  * or lowering its prio, so...
1826                  */
1827                 if (!rq->dl.overloaded)
1828                         queue_pull_task(rq);
1829
1830                 /*
1831                  * If we now have a earlier deadline task than p,
1832                  * then reschedule, provided p is still on this
1833                  * runqueue.
1834                  */
1835                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
1836                         resched_curr(rq);
1837 #else
1838                 /*
1839                  * Again, we don't know if p has a earlier
1840                  * or later deadline, so let's blindly set a
1841                  * (maybe not needed) rescheduling point.
1842                  */
1843                 resched_curr(rq);
1844 #endif /* CONFIG_SMP */
1845         } else
1846                 switched_to_dl(rq, p);
1847 }
1848
1849 const struct sched_class dl_sched_class = {
1850         .next                   = &rt_sched_class,
1851         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
1852         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
1853         .yield_task             = yield_task_dl,
1854
1855         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
1856
1857         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
1858         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
1859
1860 #ifdef CONFIG_SMP
1861         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
1862         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
1863         .rq_online              = rq_online_dl,
1864         .rq_offline             = rq_offline_dl,
1865         .task_woken             = task_woken_dl,
1866 #endif
1867
1868         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
1869         .task_tick              = task_tick_dl,
1870         .task_fork              = task_fork_dl,
1871         .task_dead              = task_dead_dl,
1872
1873         .prio_changed           = prio_changed_dl,
1874         .switched_from          = switched_from_dl,
1875         .switched_to            = switched_to_dl,
1876
1877         .update_curr            = update_curr_dl,
1878 };
1879
1880 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1881 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
1882
1883 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
1884 {
1885         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
1886 }
1887 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */