]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/sched/deadline.c
Merge tag 'mips_fixes_4.16_2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jhogan...
[linux.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
20 #include <linux/slab.h>
21 #include <uapi/linux/sched/types.h>
22
23 struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
24
25 static inline struct task_struct *dl_task_of(struct sched_dl_entity *dl_se)
26 {
27         return container_of(dl_se, struct task_struct, dl);
28 }
29
30 static inline struct rq *rq_of_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
31 {
32         return container_of(dl_rq, struct rq, dl);
33 }
34
35 static inline struct dl_rq *dl_rq_of_se(struct sched_dl_entity *dl_se)
36 {
37         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
38         struct rq *rq = task_rq(p);
39
40         return &rq->dl;
41 }
42
43 static inline int on_dl_rq(struct sched_dl_entity *dl_se)
44 {
45         return !RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node);
46 }
47
48 #ifdef CONFIG_SMP
49 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
50 {
51         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
52                          "sched RCU must be held");
53         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
54 }
55
56 static inline int dl_bw_cpus(int i)
57 {
58         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
59         int cpus = 0;
60
61         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
62                          "sched RCU must be held");
63         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
64                 cpus++;
65
66         return cpus;
67 }
68 #else
69 static inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
70 {
71         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
72 }
73
74 static inline int dl_bw_cpus(int i)
75 {
76         return 1;
77 }
78 #endif
79
80 static inline
81 void __add_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
82 {
83         u64 old = dl_rq->running_bw;
84
85         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
86         dl_rq->running_bw += dl_bw;
87         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw < old); /* overflow */
88         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
89         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
90         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), SCHED_CPUFREQ_DL);
91 }
92
93 static inline
94 void __sub_running_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
95 {
96         u64 old = dl_rq->running_bw;
97
98         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
99         dl_rq->running_bw -= dl_bw;
100         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > old); /* underflow */
101         if (dl_rq->running_bw > old)
102                 dl_rq->running_bw = 0;
103         /* kick cpufreq (see the comment in kernel/sched/sched.h). */
104         cpufreq_update_util(rq_of_dl_rq(dl_rq), SCHED_CPUFREQ_DL);
105 }
106
107 static inline
108 void __add_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
109 {
110         u64 old = dl_rq->this_bw;
111
112         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
113         dl_rq->this_bw += dl_bw;
114         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw < old); /* overflow */
115 }
116
117 static inline
118 void __sub_rq_bw(u64 dl_bw, struct dl_rq *dl_rq)
119 {
120         u64 old = dl_rq->this_bw;
121
122         lockdep_assert_held(&(rq_of_dl_rq(dl_rq))->lock);
123         dl_rq->this_bw -= dl_bw;
124         SCHED_WARN_ON(dl_rq->this_bw > old); /* underflow */
125         if (dl_rq->this_bw > old)
126                 dl_rq->this_bw = 0;
127         SCHED_WARN_ON(dl_rq->running_bw > dl_rq->this_bw);
128 }
129
130 static inline
131 void add_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
132 {
133         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
134                 __add_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
135 }
136
137 static inline
138 void sub_rq_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
139 {
140         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
141                 __sub_rq_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
142 }
143
144 static inline
145 void add_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
146 {
147         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
148                 __add_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
149 }
150
151 static inline
152 void sub_running_bw(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
153 {
154         if (!dl_entity_is_special(dl_se))
155                 __sub_running_bw(dl_se->dl_bw, dl_rq);
156 }
157
158 void dl_change_utilization(struct task_struct *p, u64 new_bw)
159 {
160         struct rq *rq;
161
162         BUG_ON(p->dl.flags & SCHED_FLAG_SUGOV);
163
164         if (task_on_rq_queued(p))
165                 return;
166
167         rq = task_rq(p);
168         if (p->dl.dl_non_contending) {
169                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
170                 p->dl.dl_non_contending = 0;
171                 /*
172                  * If the timer handler is currently running and the
173                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
174                  * will see that dl_not_contending is not set, and
175                  * will not touch the rq's active utilization,
176                  * so we are still safe.
177                  */
178                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
179                         put_task_struct(p);
180         }
181         __sub_rq_bw(p->dl.dl_bw, &rq->dl);
182         __add_rq_bw(new_bw, &rq->dl);
183 }
184
185 /*
186  * The utilization of a task cannot be immediately removed from
187  * the rq active utilization (running_bw) when the task blocks.
188  * Instead, we have to wait for the so called "0-lag time".
189  *
190  * If a task blocks before the "0-lag time", a timer (the inactive
191  * timer) is armed, and running_bw is decreased when the timer
192  * fires.
193  *
194  * If the task wakes up again before the inactive timer fires,
195  * the timer is cancelled, whereas if the task wakes up after the
196  * inactive timer fired (and running_bw has been decreased) the
197  * task's utilization has to be added to running_bw again.
198  * A flag in the deadline scheduling entity (dl_non_contending)
199  * is used to avoid race conditions between the inactive timer handler
200  * and task wakeups.
201  *
202  * The following diagram shows how running_bw is updated. A task is
203  * "ACTIVE" when its utilization contributes to running_bw; an
204  * "ACTIVE contending" task is in the TASK_RUNNING state, while an
205  * "ACTIVE non contending" task is a blocked task for which the "0-lag time"
206  * has not passed yet. An "INACTIVE" task is a task for which the "0-lag"
207  * time already passed, which does not contribute to running_bw anymore.
208  *                              +------------------+
209  *             wakeup           |    ACTIVE        |
210  *          +------------------>+   contending     |
211  *          | add_running_bw    |                  |
212  *          |                   +----+------+------+
213  *          |                        |      ^
214  *          |                dequeue |      |
215  * +--------+-------+                |      |
216  * |                |   t >= 0-lag   |      | wakeup
217  * |    INACTIVE    |<---------------+      |
218  * |                | sub_running_bw |      |
219  * +--------+-------+                |      |
220  *          ^                        |      |
221  *          |              t < 0-lag |      |
222  *          |                        |      |
223  *          |                        V      |
224  *          |                   +----+------+------+
225  *          | sub_running_bw    |    ACTIVE        |
226  *          +-------------------+                  |
227  *            inactive timer    |  non contending  |
228  *            fired             +------------------+
229  *
230  * The task_non_contending() function is invoked when a task
231  * blocks, and checks if the 0-lag time already passed or
232  * not (in the first case, it directly updates running_bw;
233  * in the second case, it arms the inactive timer).
234  *
235  * The task_contending() function is invoked when a task wakes
236  * up, and checks if the task is still in the "ACTIVE non contending"
237  * state or not (in the second case, it updates running_bw).
238  */
239 static void task_non_contending(struct task_struct *p)
240 {
241         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
242         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
243         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
244         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
245         s64 zerolag_time;
246
247         /*
248          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
249          * do nothing
250          */
251         if (dl_se->dl_runtime == 0)
252                 return;
253
254         if (dl_entity_is_special(dl_se))
255                 return;
256
257         WARN_ON(hrtimer_active(&dl_se->inactive_timer));
258         WARN_ON(dl_se->dl_non_contending);
259
260         zerolag_time = dl_se->deadline -
261                  div64_long((dl_se->runtime * dl_se->dl_period),
262                         dl_se->dl_runtime);
263
264         /*
265          * Using relative times instead of the absolute "0-lag time"
266          * allows to simplify the code
267          */
268         zerolag_time -= rq_clock(rq);
269
270         /*
271          * If the "0-lag time" already passed, decrease the active
272          * utilization now, instead of starting a timer
273          */
274         if (zerolag_time < 0) {
275                 if (dl_task(p))
276                         sub_running_bw(dl_se, dl_rq);
277                 if (!dl_task(p) || p->state == TASK_DEAD) {
278                         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
279
280                         if (p->state == TASK_DEAD)
281                                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
282                         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
283                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
284                         __dl_clear_params(p);
285                         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
286                 }
287
288                 return;
289         }
290
291         dl_se->dl_non_contending = 1;
292         get_task_struct(p);
293         hrtimer_start(timer, ns_to_ktime(zerolag_time), HRTIMER_MODE_REL);
294 }
295
296 static void task_contending(struct sched_dl_entity *dl_se, int flags)
297 {
298         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
299
300         /*
301          * If this is a non-deadline task that has been boosted,
302          * do nothing
303          */
304         if (dl_se->dl_runtime == 0)
305                 return;
306
307         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
308                 add_rq_bw(dl_se, dl_rq);
309
310         if (dl_se->dl_non_contending) {
311                 dl_se->dl_non_contending = 0;
312                 /*
313                  * If the timer handler is currently running and the
314                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
315                  * will see that dl_not_contending is not set, and
316                  * will not touch the rq's active utilization,
317                  * so we are still safe.
318                  */
319                 if (hrtimer_try_to_cancel(&dl_se->inactive_timer) == 1)
320                         put_task_struct(dl_task_of(dl_se));
321         } else {
322                 /*
323                  * Since "dl_non_contending" is not set, the
324                  * task's utilization has already been removed from
325                  * active utilization (either when the task blocked,
326                  * when the "inactive timer" fired).
327                  * So, add it back.
328                  */
329                 add_running_bw(dl_se, dl_rq);
330         }
331 }
332
333 static inline int is_leftmost(struct task_struct *p, struct dl_rq *dl_rq)
334 {
335         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
336
337         return dl_rq->root.rb_leftmost == &dl_se->rb_node;
338 }
339
340 void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime)
341 {
342         raw_spin_lock_init(&dl_b->dl_runtime_lock);
343         dl_b->dl_period = period;
344         dl_b->dl_runtime = runtime;
345 }
346
347 void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b)
348 {
349         raw_spin_lock_init(&dl_b->lock);
350         raw_spin_lock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
351         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF)
352                 dl_b->bw = -1;
353         else
354                 dl_b->bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
355         raw_spin_unlock(&def_dl_bandwidth.dl_runtime_lock);
356         dl_b->total_bw = 0;
357 }
358
359 void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq)
360 {
361         dl_rq->root = RB_ROOT_CACHED;
362
363 #ifdef CONFIG_SMP
364         /* zero means no -deadline tasks */
365         dl_rq->earliest_dl.curr = dl_rq->earliest_dl.next = 0;
366
367         dl_rq->dl_nr_migratory = 0;
368         dl_rq->overloaded = 0;
369         dl_rq->pushable_dl_tasks_root = RB_ROOT_CACHED;
370 #else
371         init_dl_bw(&dl_rq->dl_bw);
372 #endif
373
374         dl_rq->running_bw = 0;
375         dl_rq->this_bw = 0;
376         init_dl_rq_bw_ratio(dl_rq);
377 }
378
379 #ifdef CONFIG_SMP
380
381 static inline int dl_overloaded(struct rq *rq)
382 {
383         return atomic_read(&rq->rd->dlo_count);
384 }
385
386 static inline void dl_set_overload(struct rq *rq)
387 {
388         if (!rq->online)
389                 return;
390
391         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
392         /*
393          * Must be visible before the overload count is
394          * set (as in sched_rt.c).
395          *
396          * Matched by the barrier in pull_dl_task().
397          */
398         smp_wmb();
399         atomic_inc(&rq->rd->dlo_count);
400 }
401
402 static inline void dl_clear_overload(struct rq *rq)
403 {
404         if (!rq->online)
405                 return;
406
407         atomic_dec(&rq->rd->dlo_count);
408         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->dlo_mask);
409 }
410
411 static void update_dl_migration(struct dl_rq *dl_rq)
412 {
413         if (dl_rq->dl_nr_migratory && dl_rq->dl_nr_running > 1) {
414                 if (!dl_rq->overloaded) {
415                         dl_set_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
416                         dl_rq->overloaded = 1;
417                 }
418         } else if (dl_rq->overloaded) {
419                 dl_clear_overload(rq_of_dl_rq(dl_rq));
420                 dl_rq->overloaded = 0;
421         }
422 }
423
424 static void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
425 {
426         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
427
428         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
429                 dl_rq->dl_nr_migratory++;
430
431         update_dl_migration(dl_rq);
432 }
433
434 static void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
435 {
436         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
437
438         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
439                 dl_rq->dl_nr_migratory--;
440
441         update_dl_migration(dl_rq);
442 }
443
444 /*
445  * The list of pushable -deadline task is not a plist, like in
446  * sched_rt.c, it is an rb-tree with tasks ordered by deadline.
447  */
448 static void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
449 {
450         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
451         struct rb_node **link = &dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_root.rb_node;
452         struct rb_node *parent = NULL;
453         struct task_struct *entry;
454         bool leftmost = true;
455
456         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks));
457
458         while (*link) {
459                 parent = *link;
460                 entry = rb_entry(parent, struct task_struct,
461                                  pushable_dl_tasks);
462                 if (dl_entity_preempt(&p->dl, &entry->dl))
463                         link = &parent->rb_left;
464                 else {
465                         link = &parent->rb_right;
466                         leftmost = false;
467                 }
468         }
469
470         if (leftmost)
471                 dl_rq->earliest_dl.next = p->dl.deadline;
472
473         rb_link_node(&p->pushable_dl_tasks, parent, link);
474         rb_insert_color_cached(&p->pushable_dl_tasks,
475                                &dl_rq->pushable_dl_tasks_root, leftmost);
476 }
477
478 static void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
479 {
480         struct dl_rq *dl_rq = &rq->dl;
481
482         if (RB_EMPTY_NODE(&p->pushable_dl_tasks))
483                 return;
484
485         if (dl_rq->pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost == &p->pushable_dl_tasks) {
486                 struct rb_node *next_node;
487
488                 next_node = rb_next(&p->pushable_dl_tasks);
489                 if (next_node) {
490                         dl_rq->earliest_dl.next = rb_entry(next_node,
491                                 struct task_struct, pushable_dl_tasks)->dl.deadline;
492                 }
493         }
494
495         rb_erase_cached(&p->pushable_dl_tasks, &dl_rq->pushable_dl_tasks_root);
496         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
497 }
498
499 static inline int has_pushable_dl_tasks(struct rq *rq)
500 {
501         return !RB_EMPTY_ROOT(&rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_root);
502 }
503
504 static int push_dl_task(struct rq *rq);
505
506 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
507 {
508         return dl_task(prev);
509 }
510
511 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_push_head);
512 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, dl_pull_head);
513
514 static void push_dl_tasks(struct rq *);
515 static void pull_dl_task(struct rq *);
516
517 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
518 {
519         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
520                 return;
521
522         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_push_head, rq->cpu), push_dl_tasks);
523 }
524
525 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
526 {
527         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(dl_pull_head, rq->cpu), pull_dl_task);
528 }
529
530 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq);
531
532 static struct rq *dl_task_offline_migration(struct rq *rq, struct task_struct *p)
533 {
534         struct rq *later_rq = NULL;
535
536         later_rq = find_lock_later_rq(p, rq);
537         if (!later_rq) {
538                 int cpu;
539
540                 /*
541                  * If we cannot preempt any rq, fall back to pick any
542                  * online cpu.
543                  */
544                 cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, &p->cpus_allowed);
545                 if (cpu >= nr_cpu_ids) {
546                         /*
547                          * Fail to find any suitable cpu.
548                          * The task will never come back!
549                          */
550                         BUG_ON(dl_bandwidth_enabled());
551
552                         /*
553                          * If admission control is disabled we
554                          * try a little harder to let the task
555                          * run.
556                          */
557                         cpu = cpumask_any(cpu_active_mask);
558                 }
559                 later_rq = cpu_rq(cpu);
560                 double_lock_balance(rq, later_rq);
561         }
562
563         set_task_cpu(p, later_rq->cpu);
564         double_unlock_balance(later_rq, rq);
565
566         return later_rq;
567 }
568
569 #else
570
571 static inline
572 void enqueue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
573 {
574 }
575
576 static inline
577 void dequeue_pushable_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
578 {
579 }
580
581 static inline
582 void inc_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
583 {
584 }
585
586 static inline
587 void dec_dl_migration(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
588 {
589 }
590
591 static inline bool need_pull_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
592 {
593         return false;
594 }
595
596 static inline void pull_dl_task(struct rq *rq)
597 {
598 }
599
600 static inline void queue_push_tasks(struct rq *rq)
601 {
602 }
603
604 static inline void queue_pull_task(struct rq *rq)
605 {
606 }
607 #endif /* CONFIG_SMP */
608
609 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
610 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
611 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
612                                   int flags);
613
614 /*
615  * We are being explicitly informed that a new instance is starting,
616  * and this means that:
617  *  - the absolute deadline of the entity has to be placed at
618  *    current time + relative deadline;
619  *  - the runtime of the entity has to be set to the maximum value.
620  *
621  * The capability of specifying such event is useful whenever a -deadline
622  * entity wants to (try to!) synchronize its behaviour with the scheduler's
623  * one, and to (try to!) reconcile itself with its own scheduling
624  * parameters.
625  */
626 static inline void setup_new_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
627 {
628         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
629         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
630
631         WARN_ON(dl_se->dl_boosted);
632         WARN_ON(dl_time_before(rq_clock(rq), dl_se->deadline));
633
634         /*
635          * We are racing with the deadline timer. So, do nothing because
636          * the deadline timer handler will take care of properly recharging
637          * the runtime and postponing the deadline
638          */
639         if (dl_se->dl_throttled)
640                 return;
641
642         /*
643          * We use the regular wall clock time to set deadlines in the
644          * future; in fact, we must consider execution overheads (time
645          * spent on hardirq context, etc.).
646          */
647         dl_se->deadline = rq_clock(rq) + dl_se->dl_deadline;
648         dl_se->runtime = dl_se->dl_runtime;
649 }
650
651 /*
652  * Pure Earliest Deadline First (EDF) scheduling does not deal with the
653  * possibility of a entity lasting more than what it declared, and thus
654  * exhausting its runtime.
655  *
656  * Here we are interested in making runtime overrun possible, but we do
657  * not want a entity which is misbehaving to affect the scheduling of all
658  * other entities.
659  * Therefore, a budgeting strategy called Constant Bandwidth Server (CBS)
660  * is used, in order to confine each entity within its own bandwidth.
661  *
662  * This function deals exactly with that, and ensures that when the runtime
663  * of a entity is replenished, its deadline is also postponed. That ensures
664  * the overrunning entity can't interfere with other entity in the system and
665  * can't make them miss their deadlines. Reasons why this kind of overruns
666  * could happen are, typically, a entity voluntarily trying to overcome its
667  * runtime, or it just underestimated it during sched_setattr().
668  */
669 static void replenish_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
670                                 struct sched_dl_entity *pi_se)
671 {
672         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
673         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
674
675         BUG_ON(pi_se->dl_runtime <= 0);
676
677         /*
678          * This could be the case for a !-dl task that is boosted.
679          * Just go with full inherited parameters.
680          */
681         if (dl_se->dl_deadline == 0) {
682                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
683                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
684         }
685
686         if (dl_se->dl_yielded && dl_se->runtime > 0)
687                 dl_se->runtime = 0;
688
689         /*
690          * We keep moving the deadline away until we get some
691          * available runtime for the entity. This ensures correct
692          * handling of situations where the runtime overrun is
693          * arbitrary large.
694          */
695         while (dl_se->runtime <= 0) {
696                 dl_se->deadline += pi_se->dl_period;
697                 dl_se->runtime += pi_se->dl_runtime;
698         }
699
700         /*
701          * At this point, the deadline really should be "in
702          * the future" with respect to rq->clock. If it's
703          * not, we are, for some reason, lagging too much!
704          * Anyway, after having warn userspace abut that,
705          * we still try to keep the things running by
706          * resetting the deadline and the budget of the
707          * entity.
708          */
709         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq))) {
710                 printk_deferred_once("sched: DL replenish lagged too much\n");
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)
716                 dl_se->dl_yielded = 0;
717         if (dl_se->dl_throttled)
718                 dl_se->dl_throttled = 0;
719 }
720
721 /*
722  * Here we check if --at time t-- an entity (which is probably being
723  * [re]activated or, in general, enqueued) can use its remaining runtime
724  * and its current deadline _without_ exceeding the bandwidth it is
725  * assigned (function returns true if it can't). We are in fact applying
726  * one of the CBS rules: when a task wakes up, if the residual runtime
727  * over residual deadline fits within the allocated bandwidth, then we
728  * can keep the current (absolute) deadline and residual budget without
729  * disrupting the schedulability of the system. Otherwise, we should
730  * refill the runtime and set the deadline a period in the future,
731  * because keeping the current (absolute) deadline of the task would
732  * result in breaking guarantees promised to other tasks (refer to
733  * Documentation/scheduler/sched-deadline.txt for more informations).
734  *
735  * This function returns true if:
736  *
737  *   runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline ,
738  *
739  * IOW we can't recycle current parameters.
740  *
741  * Notice that the bandwidth check is done against the deadline. For
742  * task with deadline equal to period this is the same of using
743  * dl_period instead of dl_deadline in the equation above.
744  */
745 static bool dl_entity_overflow(struct sched_dl_entity *dl_se,
746                                struct sched_dl_entity *pi_se, u64 t)
747 {
748         u64 left, right;
749
750         /*
751          * left and right are the two sides of the equation above,
752          * after a bit of shuffling to use multiplications instead
753          * of divisions.
754          *
755          * Note that none of the time values involved in the two
756          * multiplications are absolute: dl_deadline and dl_runtime
757          * are the relative deadline and the maximum runtime of each
758          * instance, runtime is the runtime left for the last instance
759          * and (deadline - t), since t is rq->clock, is the time left
760          * to the (absolute) deadline. Even if overflowing the u64 type
761          * is very unlikely to occur in both cases, here we scale down
762          * as we want to avoid that risk at all. Scaling down by 10
763          * means that we reduce granularity to 1us. We are fine with it,
764          * since this is only a true/false check and, anyway, thinking
765          * of anything below microseconds resolution is actually fiction
766          * (but still we want to give the user that illusion >;).
767          */
768         left = (pi_se->dl_deadline >> DL_SCALE) * (dl_se->runtime >> DL_SCALE);
769         right = ((dl_se->deadline - t) >> DL_SCALE) *
770                 (pi_se->dl_runtime >> DL_SCALE);
771
772         return dl_time_before(right, left);
773 }
774
775 /*
776  * Revised wakeup rule [1]: For self-suspending tasks, rather then
777  * re-initializing task's runtime and deadline, the revised wakeup
778  * rule adjusts the task's runtime to avoid the task to overrun its
779  * density.
780  *
781  * Reasoning: a task may overrun the density if:
782  *    runtime / (deadline - t) > dl_runtime / dl_deadline
783  *
784  * Therefore, runtime can be adjusted to:
785  *     runtime = (dl_runtime / dl_deadline) * (deadline - t)
786  *
787  * In such way that runtime will be equal to the maximum density
788  * the task can use without breaking any rule.
789  *
790  * [1] Luca Abeni, Giuseppe Lipari, and Juri Lelli. 2015. Constant
791  * bandwidth server revisited. SIGBED Rev. 11, 4 (January 2015), 19-24.
792  */
793 static void
794 update_dl_revised_wakeup(struct sched_dl_entity *dl_se, struct rq *rq)
795 {
796         u64 laxity = dl_se->deadline - rq_clock(rq);
797
798         /*
799          * If the task has deadline < period, and the deadline is in the past,
800          * it should already be throttled before this check.
801          *
802          * See update_dl_entity() comments for further details.
803          */
804         WARN_ON(dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)));
805
806         dl_se->runtime = (dl_se->dl_density * laxity) >> BW_SHIFT;
807 }
808
809 /*
810  * Regarding the deadline, a task with implicit deadline has a relative
811  * deadline == relative period. A task with constrained deadline has a
812  * relative deadline <= relative period.
813  *
814  * We support constrained deadline tasks. However, there are some restrictions
815  * applied only for tasks which do not have an implicit deadline. See
816  * update_dl_entity() to know more about such restrictions.
817  *
818  * The dl_is_implicit() returns true if the task has an implicit deadline.
819  */
820 static inline bool dl_is_implicit(struct sched_dl_entity *dl_se)
821 {
822         return dl_se->dl_deadline == dl_se->dl_period;
823 }
824
825 /*
826  * When a deadline entity is placed in the runqueue, its runtime and deadline
827  * might need to be updated. This is done by a CBS wake up rule. There are two
828  * different rules: 1) the original CBS; and 2) the Revisited CBS.
829  *
830  * When the task is starting a new period, the Original CBS is used. In this
831  * case, the runtime is replenished and a new absolute deadline is set.
832  *
833  * When a task is queued before the begin of the next period, using the
834  * remaining runtime and deadline could make the entity to overflow, see
835  * dl_entity_overflow() to find more about runtime overflow. When such case
836  * is detected, the runtime and deadline need to be updated.
837  *
838  * If the task has an implicit deadline, i.e., deadline == period, the Original
839  * CBS is applied. the runtime is replenished and a new absolute deadline is
840  * set, as in the previous cases.
841  *
842  * However, the Original CBS does not work properly for tasks with
843  * deadline < period, which are said to have a constrained deadline. By
844  * applying the Original CBS, a constrained deadline task would be able to run
845  * runtime/deadline in a period. With deadline < period, the task would
846  * overrun the runtime/period allowed bandwidth, breaking the admission test.
847  *
848  * In order to prevent this misbehave, the Revisited CBS is used for
849  * constrained deadline tasks when a runtime overflow is detected. In the
850  * Revisited CBS, rather than replenishing & setting a new absolute deadline,
851  * the remaining runtime of the task is reduced to avoid runtime overflow.
852  * Please refer to the comments update_dl_revised_wakeup() function to find
853  * more about the Revised CBS rule.
854  */
855 static void update_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
856                              struct sched_dl_entity *pi_se)
857 {
858         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
859         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
860
861         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) ||
862             dl_entity_overflow(dl_se, pi_se, rq_clock(rq))) {
863
864                 if (unlikely(!dl_is_implicit(dl_se) &&
865                              !dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
866                              !dl_se->dl_boosted)){
867                         update_dl_revised_wakeup(dl_se, rq);
868                         return;
869                 }
870
871                 dl_se->deadline = rq_clock(rq) + pi_se->dl_deadline;
872                 dl_se->runtime = pi_se->dl_runtime;
873         }
874 }
875
876 static inline u64 dl_next_period(struct sched_dl_entity *dl_se)
877 {
878         return dl_se->deadline - dl_se->dl_deadline + dl_se->dl_period;
879 }
880
881 /*
882  * If the entity depleted all its runtime, and if we want it to sleep
883  * while waiting for some new execution time to become available, we
884  * set the bandwidth replenishment timer to the replenishment instant
885  * and try to activate it.
886  *
887  * Notice that it is important for the caller to know if the timer
888  * actually started or not (i.e., the replenishment instant is in
889  * the future or in the past).
890  */
891 static int start_dl_timer(struct task_struct *p)
892 {
893         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
894         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
895         struct rq *rq = task_rq(p);
896         ktime_t now, act;
897         s64 delta;
898
899         lockdep_assert_held(&rq->lock);
900
901         /*
902          * We want the timer to fire at the deadline, but considering
903          * that it is actually coming from rq->clock and not from
904          * hrtimer's time base reading.
905          */
906         act = ns_to_ktime(dl_next_period(dl_se));
907         now = hrtimer_cb_get_time(timer);
908         delta = ktime_to_ns(now) - rq_clock(rq);
909         act = ktime_add_ns(act, delta);
910
911         /*
912          * If the expiry time already passed, e.g., because the value
913          * chosen as the deadline is too small, don't even try to
914          * start the timer in the past!
915          */
916         if (ktime_us_delta(act, now) < 0)
917                 return 0;
918
919         /*
920          * !enqueued will guarantee another callback; even if one is already in
921          * progress. This ensures a balanced {get,put}_task_struct().
922          *
923          * The race against __run_timer() clearing the enqueued state is
924          * harmless because we're holding task_rq()->lock, therefore the timer
925          * expiring after we've done the check will wait on its task_rq_lock()
926          * and observe our state.
927          */
928         if (!hrtimer_is_queued(timer)) {
929                 get_task_struct(p);
930                 hrtimer_start(timer, act, HRTIMER_MODE_ABS);
931         }
932
933         return 1;
934 }
935
936 /*
937  * This is the bandwidth enforcement timer callback. If here, we know
938  * a task is not on its dl_rq, since the fact that the timer was running
939  * means the task is throttled and needs a runtime replenishment.
940  *
941  * However, what we actually do depends on the fact the task is active,
942  * (it is on its rq) or has been removed from there by a call to
943  * dequeue_task_dl(). In the former case we must issue the runtime
944  * replenishment and add the task back to the dl_rq; in the latter, we just
945  * do nothing but clearing dl_throttled, so that runtime and deadline
946  * updating (and the queueing back to dl_rq) will be done by the
947  * next call to enqueue_task_dl().
948  */
949 static enum hrtimer_restart dl_task_timer(struct hrtimer *timer)
950 {
951         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
952                                                      struct sched_dl_entity,
953                                                      dl_timer);
954         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
955         struct rq_flags rf;
956         struct rq *rq;
957
958         rq = task_rq_lock(p, &rf);
959
960         /*
961          * The task might have changed its scheduling policy to something
962          * different than SCHED_DEADLINE (through switched_from_dl()).
963          */
964         if (!dl_task(p))
965                 goto unlock;
966
967         /*
968          * The task might have been boosted by someone else and might be in the
969          * boosting/deboosting path, its not throttled.
970          */
971         if (dl_se->dl_boosted)
972                 goto unlock;
973
974         /*
975          * Spurious timer due to start_dl_timer() race; or we already received
976          * a replenishment from rt_mutex_setprio().
977          */
978         if (!dl_se->dl_throttled)
979                 goto unlock;
980
981         sched_clock_tick();
982         update_rq_clock(rq);
983
984         /*
985          * If the throttle happened during sched-out; like:
986          *
987          *   schedule()
988          *     deactivate_task()
989          *       dequeue_task_dl()
990          *         update_curr_dl()
991          *           start_dl_timer()
992          *         __dequeue_task_dl()
993          *     prev->on_rq = 0;
994          *
995          * We can be both throttled and !queued. Replenish the counter
996          * but do not enqueue -- wait for our wakeup to do that.
997          */
998         if (!task_on_rq_queued(p)) {
999                 replenish_dl_entity(dl_se, dl_se);
1000                 goto unlock;
1001         }
1002
1003 #ifdef CONFIG_SMP
1004         if (unlikely(!rq->online)) {
1005                 /*
1006                  * If the runqueue is no longer available, migrate the
1007                  * task elsewhere. This necessarily changes rq.
1008                  */
1009                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1010                 rq = dl_task_offline_migration(rq, p);
1011                 rf.cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1012                 update_rq_clock(rq);
1013
1014                 /*
1015                  * Now that the task has been migrated to the new RQ and we
1016                  * have that locked, proceed as normal and enqueue the task
1017                  * there.
1018                  */
1019         }
1020 #endif
1021
1022         enqueue_task_dl(rq, p, ENQUEUE_REPLENISH);
1023         if (dl_task(rq->curr))
1024                 check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
1025         else
1026                 resched_curr(rq);
1027
1028 #ifdef CONFIG_SMP
1029         /*
1030          * Queueing this task back might have overloaded rq, check if we need
1031          * to kick someone away.
1032          */
1033         if (has_pushable_dl_tasks(rq)) {
1034                 /*
1035                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its safe to drop
1036                  * rq->lock.
1037                  */
1038                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1039                 push_dl_task(rq);
1040                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1041         }
1042 #endif
1043
1044 unlock:
1045         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1046
1047         /*
1048          * This can free the task_struct, including this hrtimer, do not touch
1049          * anything related to that after this.
1050          */
1051         put_task_struct(p);
1052
1053         return HRTIMER_NORESTART;
1054 }
1055
1056 void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1057 {
1058         struct hrtimer *timer = &dl_se->dl_timer;
1059
1060         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1061         timer->function = dl_task_timer;
1062 }
1063
1064 /*
1065  * During the activation, CBS checks if it can reuse the current task's
1066  * runtime and period. If the deadline of the task is in the past, CBS
1067  * cannot use the runtime, and so it replenishes the task. This rule
1068  * works fine for implicit deadline tasks (deadline == period), and the
1069  * CBS was designed for implicit deadline tasks. However, a task with
1070  * constrained deadline (deadine < period) might be awakened after the
1071  * deadline, but before the next period. In this case, replenishing the
1072  * task would allow it to run for runtime / deadline. As in this case
1073  * deadline < period, CBS enables a task to run for more than the
1074  * runtime / period. In a very loaded system, this can cause a domino
1075  * effect, making other tasks miss their deadlines.
1076  *
1077  * To avoid this problem, in the activation of a constrained deadline
1078  * task after the deadline but before the next period, throttle the
1079  * task and set the replenishing timer to the begin of the next period,
1080  * unless it is boosted.
1081  */
1082 static inline void dl_check_constrained_dl(struct sched_dl_entity *dl_se)
1083 {
1084         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1085         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se));
1086
1087         if (dl_time_before(dl_se->deadline, rq_clock(rq)) &&
1088             dl_time_before(rq_clock(rq), dl_next_period(dl_se))) {
1089                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(p)))
1090                         return;
1091                 dl_se->dl_throttled = 1;
1092                 if (dl_se->runtime > 0)
1093                         dl_se->runtime = 0;
1094         }
1095 }
1096
1097 static
1098 int dl_runtime_exceeded(struct sched_dl_entity *dl_se)
1099 {
1100         return (dl_se->runtime <= 0);
1101 }
1102
1103 extern bool sched_rt_bandwidth_account(struct rt_rq *rt_rq);
1104
1105 /*
1106  * This function implements the GRUB accounting rule:
1107  * according to the GRUB reclaiming algorithm, the runtime is
1108  * not decreased as "dq = -dt", but as
1109  * "dq = -max{u / Umax, (1 - Uinact - Uextra)} dt",
1110  * where u is the utilization of the task, Umax is the maximum reclaimable
1111  * utilization, Uinact is the (per-runqueue) inactive utilization, computed
1112  * as the difference between the "total runqueue utilization" and the
1113  * runqueue active utilization, and Uextra is the (per runqueue) extra
1114  * reclaimable utilization.
1115  * Since rq->dl.running_bw and rq->dl.this_bw contain utilizations
1116  * multiplied by 2^BW_SHIFT, the result has to be shifted right by
1117  * BW_SHIFT.
1118  * Since rq->dl.bw_ratio contains 1 / Umax multipled by 2^RATIO_SHIFT,
1119  * dl_bw is multiped by rq->dl.bw_ratio and shifted right by RATIO_SHIFT.
1120  * Since delta is a 64 bit variable, to have an overflow its value
1121  * should be larger than 2^(64 - 20 - 8), which is more than 64 seconds.
1122  * So, overflow is not an issue here.
1123  */
1124 u64 grub_reclaim(u64 delta, struct rq *rq, struct sched_dl_entity *dl_se)
1125 {
1126         u64 u_inact = rq->dl.this_bw - rq->dl.running_bw; /* Utot - Uact */
1127         u64 u_act;
1128         u64 u_act_min = (dl_se->dl_bw * rq->dl.bw_ratio) >> RATIO_SHIFT;
1129
1130         /*
1131          * Instead of computing max{u * bw_ratio, (1 - u_inact - u_extra)},
1132          * we compare u_inact + rq->dl.extra_bw with
1133          * 1 - (u * rq->dl.bw_ratio >> RATIO_SHIFT), because
1134          * u_inact + rq->dl.extra_bw can be larger than
1135          * 1 * (so, 1 - u_inact - rq->dl.extra_bw would be negative
1136          * leading to wrong results)
1137          */
1138         if (u_inact + rq->dl.extra_bw > BW_UNIT - u_act_min)
1139                 u_act = u_act_min;
1140         else
1141                 u_act = BW_UNIT - u_inact - rq->dl.extra_bw;
1142
1143         return (delta * u_act) >> BW_SHIFT;
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Update the current task's runtime statistics (provided it is still
1148  * a -deadline task and has not been removed from the dl_rq).
1149  */
1150 static void update_curr_dl(struct rq *rq)
1151 {
1152         struct task_struct *curr = rq->curr;
1153         struct sched_dl_entity *dl_se = &curr->dl;
1154         u64 delta_exec, scaled_delta_exec;
1155         int cpu = cpu_of(rq);
1156         u64 now;
1157
1158         if (!dl_task(curr) || !on_dl_rq(dl_se))
1159                 return;
1160
1161         /*
1162          * Consumed budget is computed considering the time as
1163          * observed by schedulable tasks (excluding time spent
1164          * in hardirq context, etc.). Deadlines are instead
1165          * computed using hard walltime. This seems to be the more
1166          * natural solution, but the full ramifications of this
1167          * approach need further study.
1168          */
1169         now = rq_clock_task(rq);
1170         delta_exec = now - curr->se.exec_start;
1171         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0)) {
1172                 if (unlikely(dl_se->dl_yielded))
1173                         goto throttle;
1174                 return;
1175         }
1176
1177         schedstat_set(curr->se.statistics.exec_max,
1178                       max(curr->se.statistics.exec_max, delta_exec));
1179
1180         curr->se.sum_exec_runtime += delta_exec;
1181         account_group_exec_runtime(curr, delta_exec);
1182
1183         curr->se.exec_start = now;
1184         cgroup_account_cputime(curr, delta_exec);
1185
1186         sched_rt_avg_update(rq, delta_exec);
1187
1188         if (dl_entity_is_special(dl_se))
1189                 return;
1190
1191         /*
1192          * For tasks that participate in GRUB, we implement GRUB-PA: the
1193          * spare reclaimed bandwidth is used to clock down frequency.
1194          *
1195          * For the others, we still need to scale reservation parameters
1196          * according to current frequency and CPU maximum capacity.
1197          */
1198         if (unlikely(dl_se->flags & SCHED_FLAG_RECLAIM)) {
1199                 scaled_delta_exec = grub_reclaim(delta_exec,
1200                                                  rq,
1201                                                  &curr->dl);
1202         } else {
1203                 unsigned long scale_freq = arch_scale_freq_capacity(cpu);
1204                 unsigned long scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
1205
1206                 scaled_delta_exec = cap_scale(delta_exec, scale_freq);
1207                 scaled_delta_exec = cap_scale(scaled_delta_exec, scale_cpu);
1208         }
1209
1210         dl_se->runtime -= scaled_delta_exec;
1211
1212 throttle:
1213         if (dl_runtime_exceeded(dl_se) || dl_se->dl_yielded) {
1214                 dl_se->dl_throttled = 1;
1215
1216                 /* If requested, inform the user about runtime overruns. */
1217                 if (dl_runtime_exceeded(dl_se) &&
1218                     (dl_se->flags & SCHED_FLAG_DL_OVERRUN))
1219                         dl_se->dl_overrun = 1;
1220
1221                 __dequeue_task_dl(rq, curr, 0);
1222                 if (unlikely(dl_se->dl_boosted || !start_dl_timer(curr)))
1223                         enqueue_task_dl(rq, curr, ENQUEUE_REPLENISH);
1224
1225                 if (!is_leftmost(curr, &rq->dl))
1226                         resched_curr(rq);
1227         }
1228
1229         /*
1230          * Because -- for now -- we share the rt bandwidth, we need to
1231          * account our runtime there too, otherwise actual rt tasks
1232          * would be able to exceed the shared quota.
1233          *
1234          * Account to the root rt group for now.
1235          *
1236          * The solution we're working towards is having the RT groups scheduled
1237          * using deadline servers -- however there's a few nasties to figure
1238          * out before that can happen.
1239          */
1240         if (rt_bandwidth_enabled()) {
1241                 struct rt_rq *rt_rq = &rq->rt;
1242
1243                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1244                 /*
1245                  * We'll let actual RT tasks worry about the overflow here, we
1246                  * have our own CBS to keep us inline; only account when RT
1247                  * bandwidth is relevant.
1248                  */
1249                 if (sched_rt_bandwidth_account(rt_rq))
1250                         rt_rq->rt_time += delta_exec;
1251                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
1252         }
1253 }
1254
1255 static enum hrtimer_restart inactive_task_timer(struct hrtimer *timer)
1256 {
1257         struct sched_dl_entity *dl_se = container_of(timer,
1258                                                      struct sched_dl_entity,
1259                                                      inactive_timer);
1260         struct task_struct *p = dl_task_of(dl_se);
1261         struct rq_flags rf;
1262         struct rq *rq;
1263
1264         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1265
1266         if (!dl_task(p) || p->state == TASK_DEAD) {
1267                 struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
1268
1269                 if (p->state == TASK_DEAD && dl_se->dl_non_contending) {
1270                         sub_running_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1271                         sub_rq_bw(&p->dl, dl_rq_of_se(&p->dl));
1272                         dl_se->dl_non_contending = 0;
1273                 }
1274
1275                 raw_spin_lock(&dl_b->lock);
1276                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
1277                 raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
1278                 __dl_clear_params(p);
1279
1280                 goto unlock;
1281         }
1282         if (dl_se->dl_non_contending == 0)
1283                 goto unlock;
1284
1285         sched_clock_tick();
1286         update_rq_clock(rq);
1287
1288         sub_running_bw(dl_se, &rq->dl);
1289         dl_se->dl_non_contending = 0;
1290 unlock:
1291         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1292         put_task_struct(p);
1293
1294         return HRTIMER_NORESTART;
1295 }
1296
1297 void init_dl_inactive_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se)
1298 {
1299         struct hrtimer *timer = &dl_se->inactive_timer;
1300
1301         hrtimer_init(timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1302         timer->function = inactive_task_timer;
1303 }
1304
1305 #ifdef CONFIG_SMP
1306
1307 static void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1308 {
1309         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1310
1311         if (dl_rq->earliest_dl.curr == 0 ||
1312             dl_time_before(deadline, dl_rq->earliest_dl.curr)) {
1313                 dl_rq->earliest_dl.curr = deadline;
1314                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, deadline);
1315         }
1316 }
1317
1318 static void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline)
1319 {
1320         struct rq *rq = rq_of_dl_rq(dl_rq);
1321
1322         /*
1323          * Since we may have removed our earliest (and/or next earliest)
1324          * task we must recompute them.
1325          */
1326         if (!dl_rq->dl_nr_running) {
1327                 dl_rq->earliest_dl.curr = 0;
1328                 dl_rq->earliest_dl.next = 0;
1329                 cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
1330         } else {
1331                 struct rb_node *leftmost = dl_rq->root.rb_leftmost;
1332                 struct sched_dl_entity *entry;
1333
1334                 entry = rb_entry(leftmost, struct sched_dl_entity, rb_node);
1335                 dl_rq->earliest_dl.curr = entry->deadline;
1336                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, entry->deadline);
1337         }
1338 }
1339
1340 #else
1341
1342 static inline void inc_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1343 static inline void dec_dl_deadline(struct dl_rq *dl_rq, u64 deadline) {}
1344
1345 #endif /* CONFIG_SMP */
1346
1347 static inline
1348 void inc_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1349 {
1350         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1351         u64 deadline = dl_se->deadline;
1352
1353         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1354         dl_rq->dl_nr_running++;
1355         add_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1356
1357         inc_dl_deadline(dl_rq, deadline);
1358         inc_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1359 }
1360
1361 static inline
1362 void dec_dl_tasks(struct sched_dl_entity *dl_se, struct dl_rq *dl_rq)
1363 {
1364         int prio = dl_task_of(dl_se)->prio;
1365
1366         WARN_ON(!dl_prio(prio));
1367         WARN_ON(!dl_rq->dl_nr_running);
1368         dl_rq->dl_nr_running--;
1369         sub_nr_running(rq_of_dl_rq(dl_rq), 1);
1370
1371         dec_dl_deadline(dl_rq, dl_se->deadline);
1372         dec_dl_migration(dl_se, dl_rq);
1373 }
1374
1375 static void __enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1376 {
1377         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1378         struct rb_node **link = &dl_rq->root.rb_root.rb_node;
1379         struct rb_node *parent = NULL;
1380         struct sched_dl_entity *entry;
1381         int leftmost = 1;
1382
1383         BUG_ON(!RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node));
1384
1385         while (*link) {
1386                 parent = *link;
1387                 entry = rb_entry(parent, struct sched_dl_entity, rb_node);
1388                 if (dl_time_before(dl_se->deadline, entry->deadline))
1389                         link = &parent->rb_left;
1390                 else {
1391                         link = &parent->rb_right;
1392                         leftmost = 0;
1393                 }
1394         }
1395
1396         rb_link_node(&dl_se->rb_node, parent, link);
1397         rb_insert_color_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root, leftmost);
1398
1399         inc_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1400 }
1401
1402 static void __dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1403 {
1404         struct dl_rq *dl_rq = dl_rq_of_se(dl_se);
1405
1406         if (RB_EMPTY_NODE(&dl_se->rb_node))
1407                 return;
1408
1409         rb_erase_cached(&dl_se->rb_node, &dl_rq->root);
1410         RB_CLEAR_NODE(&dl_se->rb_node);
1411
1412         dec_dl_tasks(dl_se, dl_rq);
1413 }
1414
1415 static void
1416 enqueue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se,
1417                   struct sched_dl_entity *pi_se, int flags)
1418 {
1419         BUG_ON(on_dl_rq(dl_se));
1420
1421         /*
1422          * If this is a wakeup or a new instance, the scheduling
1423          * parameters of the task might need updating. Otherwise,
1424          * we want a replenishment of its runtime.
1425          */
1426         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1427                 task_contending(dl_se, flags);
1428                 update_dl_entity(dl_se, pi_se);
1429         } else if (flags & ENQUEUE_REPLENISH) {
1430                 replenish_dl_entity(dl_se, pi_se);
1431         } else if ((flags & ENQUEUE_RESTORE) &&
1432                   dl_time_before(dl_se->deadline,
1433                                  rq_clock(rq_of_dl_rq(dl_rq_of_se(dl_se))))) {
1434                 setup_new_dl_entity(dl_se);
1435         }
1436
1437         __enqueue_dl_entity(dl_se);
1438 }
1439
1440 static void dequeue_dl_entity(struct sched_dl_entity *dl_se)
1441 {
1442         __dequeue_dl_entity(dl_se);
1443 }
1444
1445 static void enqueue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1446 {
1447         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
1448         struct sched_dl_entity *pi_se = &p->dl;
1449
1450         /*
1451          * Use the scheduling parameters of the top pi-waiter task if:
1452          * - we have a top pi-waiter which is a SCHED_DEADLINE task AND
1453          * - our dl_boosted is set (i.e. the pi-waiter's (absolute) deadline is
1454          *   smaller than our deadline OR we are a !SCHED_DEADLINE task getting
1455          *   boosted due to a SCHED_DEADLINE pi-waiter).
1456          * Otherwise we keep our runtime and deadline.
1457          */
1458         if (pi_task && dl_prio(pi_task->normal_prio) && p->dl.dl_boosted) {
1459                 pi_se = &pi_task->dl;
1460         } else if (!dl_prio(p->normal_prio)) {
1461                 /*
1462                  * Special case in which we have a !SCHED_DEADLINE task
1463                  * that is going to be deboosted, but exceeds its
1464                  * runtime while doing so. No point in replenishing
1465                  * it, as it's going to return back to its original
1466                  * scheduling class after this.
1467                  */
1468                 BUG_ON(!p->dl.dl_boosted || flags != ENQUEUE_REPLENISH);
1469                 return;
1470         }
1471
1472         /*
1473          * Check if a constrained deadline task was activated
1474          * after the deadline but before the next period.
1475          * If that is the case, the task will be throttled and
1476          * the replenishment timer will be set to the next period.
1477          */
1478         if (!p->dl.dl_throttled && !dl_is_implicit(&p->dl))
1479                 dl_check_constrained_dl(&p->dl);
1480
1481         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & ENQUEUE_RESTORE) {
1482                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1483                 add_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1484         }
1485
1486         /*
1487          * If p is throttled, we do not enqueue it. In fact, if it exhausted
1488          * its budget it needs a replenishment and, since it now is on
1489          * its rq, the bandwidth timer callback (which clearly has not
1490          * run yet) will take care of this.
1491          * However, the active utilization does not depend on the fact
1492          * that the task is on the runqueue or not (but depends on the
1493          * task's state - in GRUB parlance, "inactive" vs "active contending").
1494          * In other words, even if a task is throttled its utilization must
1495          * be counted in the active utilization; hence, we need to call
1496          * add_running_bw().
1497          */
1498         if (p->dl.dl_throttled && !(flags & ENQUEUE_REPLENISH)) {
1499                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1500                         task_contending(&p->dl, flags);
1501
1502                 return;
1503         }
1504
1505         enqueue_dl_entity(&p->dl, pi_se, flags);
1506
1507         if (!task_current(rq, p) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1508                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1509 }
1510
1511 static void __dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1512 {
1513         dequeue_dl_entity(&p->dl);
1514         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1515 }
1516
1517 static void dequeue_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1518 {
1519         update_curr_dl(rq);
1520         __dequeue_task_dl(rq, p, flags);
1521
1522         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING || flags & DEQUEUE_SAVE) {
1523                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1524                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1525         }
1526
1527         /*
1528          * This check allows to start the inactive timer (or to immediately
1529          * decrease the active utilization, if needed) in two cases:
1530          * when the task blocks and when it is terminating
1531          * (p->state == TASK_DEAD). We can handle the two cases in the same
1532          * way, because from GRUB's point of view the same thing is happening
1533          * (the task moves from "active contending" to "active non contending"
1534          * or "inactive")
1535          */
1536         if (flags & DEQUEUE_SLEEP)
1537                 task_non_contending(p);
1538 }
1539
1540 /*
1541  * Yield task semantic for -deadline tasks is:
1542  *
1543  *   get off from the CPU until our next instance, with
1544  *   a new runtime. This is of little use now, since we
1545  *   don't have a bandwidth reclaiming mechanism. Anyway,
1546  *   bandwidth reclaiming is planned for the future, and
1547  *   yield_task_dl will indicate that some spare budget
1548  *   is available for other task instances to use it.
1549  */
1550 static void yield_task_dl(struct rq *rq)
1551 {
1552         /*
1553          * We make the task go to sleep until its current deadline by
1554          * forcing its runtime to zero. This way, update_curr_dl() stops
1555          * it and the bandwidth timer will wake it up and will give it
1556          * new scheduling parameters (thanks to dl_yielded=1).
1557          */
1558         rq->curr->dl.dl_yielded = 1;
1559
1560         update_rq_clock(rq);
1561         update_curr_dl(rq);
1562         /*
1563          * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
1564          * so we don't do microscopic update in schedule()
1565          * and double the fastpath cost.
1566          */
1567         rq_clock_skip_update(rq, true);
1568 }
1569
1570 #ifdef CONFIG_SMP
1571
1572 static int find_later_rq(struct task_struct *task);
1573
1574 static int
1575 select_task_rq_dl(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flag, int flags)
1576 {
1577         struct task_struct *curr;
1578         struct rq *rq;
1579
1580         if (sd_flag != SD_BALANCE_WAKE)
1581                 goto out;
1582
1583         rq = cpu_rq(cpu);
1584
1585         rcu_read_lock();
1586         curr = READ_ONCE(rq->curr); /* unlocked access */
1587
1588         /*
1589          * If we are dealing with a -deadline task, we must
1590          * decide where to wake it up.
1591          * If it has a later deadline and the current task
1592          * on this rq can't move (provided the waking task
1593          * can!) we prefer to send it somewhere else. On the
1594          * other hand, if it has a shorter deadline, we
1595          * try to make it stay here, it might be important.
1596          */
1597         if (unlikely(dl_task(curr)) &&
1598             (curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
1599              !dl_entity_preempt(&p->dl, &curr->dl)) &&
1600             (p->nr_cpus_allowed > 1)) {
1601                 int target = find_later_rq(p);
1602
1603                 if (target != -1 &&
1604                                 (dl_time_before(p->dl.deadline,
1605                                         cpu_rq(target)->dl.earliest_dl.curr) ||
1606                                 (cpu_rq(target)->dl.dl_nr_running == 0)))
1607                         cpu = target;
1608         }
1609         rcu_read_unlock();
1610
1611 out:
1612         return cpu;
1613 }
1614
1615 static void migrate_task_rq_dl(struct task_struct *p)
1616 {
1617         struct rq *rq;
1618
1619         if (p->state != TASK_WAKING)
1620                 return;
1621
1622         rq = task_rq(p);
1623         /*
1624          * Since p->state == TASK_WAKING, set_task_cpu() has been called
1625          * from try_to_wake_up(). Hence, p->pi_lock is locked, but
1626          * rq->lock is not... So, lock it
1627          */
1628         raw_spin_lock(&rq->lock);
1629         if (p->dl.dl_non_contending) {
1630                 sub_running_bw(&p->dl, &rq->dl);
1631                 p->dl.dl_non_contending = 0;
1632                 /*
1633                  * If the timer handler is currently running and the
1634                  * timer cannot be cancelled, inactive_task_timer()
1635                  * will see that dl_not_contending is not set, and
1636                  * will not touch the rq's active utilization,
1637                  * so we are still safe.
1638                  */
1639                 if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
1640                         put_task_struct(p);
1641         }
1642         sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
1643         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1644 }
1645
1646 static void check_preempt_equal_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1647 {
1648         /*
1649          * Current can't be migrated, useless to reschedule,
1650          * let's hope p can move out.
1651          */
1652         if (rq->curr->nr_cpus_allowed == 1 ||
1653             !cpudl_find(&rq->rd->cpudl, rq->curr, NULL))
1654                 return;
1655
1656         /*
1657          * p is migratable, so let's not schedule it and
1658          * see if it is pushed or pulled somewhere else.
1659          */
1660         if (p->nr_cpus_allowed != 1 &&
1661             cpudl_find(&rq->rd->cpudl, p, NULL))
1662                 return;
1663
1664         resched_curr(rq);
1665 }
1666
1667 #endif /* CONFIG_SMP */
1668
1669 /*
1670  * Only called when both the current and waking task are -deadline
1671  * tasks.
1672  */
1673 static void check_preempt_curr_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1674                                   int flags)
1675 {
1676         if (dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl)) {
1677                 resched_curr(rq);
1678                 return;
1679         }
1680
1681 #ifdef CONFIG_SMP
1682         /*
1683          * In the unlikely case current and p have the same deadline
1684          * let us try to decide what's the best thing to do...
1685          */
1686         if ((p->dl.deadline == rq->curr->dl.deadline) &&
1687             !test_tsk_need_resched(rq->curr))
1688                 check_preempt_equal_dl(rq, p);
1689 #endif /* CONFIG_SMP */
1690 }
1691
1692 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1693 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1694 {
1695         hrtick_start(rq, p->dl.runtime);
1696 }
1697 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1698 static void start_hrtick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1699 {
1700 }
1701 #endif
1702
1703 static struct sched_dl_entity *pick_next_dl_entity(struct rq *rq,
1704                                                    struct dl_rq *dl_rq)
1705 {
1706         struct rb_node *left = rb_first_cached(&dl_rq->root);
1707
1708         if (!left)
1709                 return NULL;
1710
1711         return rb_entry(left, struct sched_dl_entity, rb_node);
1712 }
1713
1714 static struct task_struct *
1715 pick_next_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
1716 {
1717         struct sched_dl_entity *dl_se;
1718         struct task_struct *p;
1719         struct dl_rq *dl_rq;
1720
1721         dl_rq = &rq->dl;
1722
1723         if (need_pull_dl_task(rq, prev)) {
1724                 /*
1725                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1726                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1727                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we're
1728                  * being very careful to re-start the picking loop.
1729                  */
1730                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1731                 pull_dl_task(rq);
1732                 rq_repin_lock(rq, rf);
1733                 /*
1734                  * pull_dl_task() can drop (and re-acquire) rq->lock; this
1735                  * means a stop task can slip in, in which case we need to
1736                  * re-start task selection.
1737                  */
1738                 if (rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop))
1739                         return RETRY_TASK;
1740         }
1741
1742         /*
1743          * When prev is DL, we may throttle it in put_prev_task().
1744          * So, we update time before we check for dl_nr_running.
1745          */
1746         if (prev->sched_class == &dl_sched_class)
1747                 update_curr_dl(rq);
1748
1749         if (unlikely(!dl_rq->dl_nr_running))
1750                 return NULL;
1751
1752         put_prev_task(rq, prev);
1753
1754         dl_se = pick_next_dl_entity(rq, dl_rq);
1755         BUG_ON(!dl_se);
1756
1757         p = dl_task_of(dl_se);
1758         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1759
1760         /* Running task will never be pushed. */
1761        dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1762
1763         if (hrtick_enabled(rq))
1764                 start_hrtick_dl(rq, p);
1765
1766         queue_push_tasks(rq);
1767
1768         return p;
1769 }
1770
1771 static void put_prev_task_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1772 {
1773         update_curr_dl(rq);
1774
1775         if (on_dl_rq(&p->dl) && p->nr_cpus_allowed > 1)
1776                 enqueue_pushable_dl_task(rq, p);
1777 }
1778
1779 static void task_tick_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)
1780 {
1781         update_curr_dl(rq);
1782
1783         /*
1784          * Even when we have runtime, update_curr_dl() might have resulted in us
1785          * not being the leftmost task anymore. In that case NEED_RESCHED will
1786          * be set and schedule() will start a new hrtick for the next task.
1787          */
1788         if (hrtick_enabled(rq) && queued && p->dl.runtime > 0 &&
1789             is_leftmost(p, &rq->dl))
1790                 start_hrtick_dl(rq, p);
1791 }
1792
1793 static void task_fork_dl(struct task_struct *p)
1794 {
1795         /*
1796          * SCHED_DEADLINE tasks cannot fork and this is achieved through
1797          * sched_fork()
1798          */
1799 }
1800
1801 static void set_curr_task_dl(struct rq *rq)
1802 {
1803         struct task_struct *p = rq->curr;
1804
1805         p->se.exec_start = rq_clock_task(rq);
1806
1807         /* You can't push away the running task */
1808         dequeue_pushable_dl_task(rq, p);
1809 }
1810
1811 #ifdef CONFIG_SMP
1812
1813 /* Only try algorithms three times */
1814 #define DL_MAX_TRIES 3
1815
1816 static int pick_dl_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int cpu)
1817 {
1818         if (!task_running(rq, p) &&
1819             cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
1820                 return 1;
1821         return 0;
1822 }
1823
1824 /*
1825  * Return the earliest pushable rq's task, which is suitable to be executed
1826  * on the CPU, NULL otherwise:
1827  */
1828 static struct task_struct *pick_earliest_pushable_dl_task(struct rq *rq, int cpu)
1829 {
1830         struct rb_node *next_node = rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost;
1831         struct task_struct *p = NULL;
1832
1833         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
1834                 return NULL;
1835
1836 next_node:
1837         if (next_node) {
1838                 p = rb_entry(next_node, struct task_struct, pushable_dl_tasks);
1839
1840                 if (pick_dl_task(rq, p, cpu))
1841                         return p;
1842
1843                 next_node = rb_next(next_node);
1844                 goto next_node;
1845         }
1846
1847         return NULL;
1848 }
1849
1850 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, local_cpu_mask_dl);
1851
1852 static int find_later_rq(struct task_struct *task)
1853 {
1854         struct sched_domain *sd;
1855         struct cpumask *later_mask = this_cpu_cpumask_var_ptr(local_cpu_mask_dl);
1856         int this_cpu = smp_processor_id();
1857         int cpu = task_cpu(task);
1858
1859         /* Make sure the mask is initialized first */
1860         if (unlikely(!later_mask))
1861                 return -1;
1862
1863         if (task->nr_cpus_allowed == 1)
1864                 return -1;
1865
1866         /*
1867          * We have to consider system topology and task affinity
1868          * first, then we can look for a suitable cpu.
1869          */
1870         if (!cpudl_find(&task_rq(task)->rd->cpudl, task, later_mask))
1871                 return -1;
1872
1873         /*
1874          * If we are here, some targets have been found, including
1875          * the most suitable which is, among the runqueues where the
1876          * current tasks have later deadlines than the task's one, the
1877          * rq with the latest possible one.
1878          *
1879          * Now we check how well this matches with task's
1880          * affinity and system topology.
1881          *
1882          * The last cpu where the task run is our first
1883          * guess, since it is most likely cache-hot there.
1884          */
1885         if (cpumask_test_cpu(cpu, later_mask))
1886                 return cpu;
1887         /*
1888          * Check if this_cpu is to be skipped (i.e., it is
1889          * not in the mask) or not.
1890          */
1891         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, later_mask))
1892                 this_cpu = -1;
1893
1894         rcu_read_lock();
1895         for_each_domain(cpu, sd) {
1896                 if (sd->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1897                         int best_cpu;
1898
1899                         /*
1900                          * If possible, preempting this_cpu is
1901                          * cheaper than migrating.
1902                          */
1903                         if (this_cpu != -1 &&
1904                             cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_domain_span(sd))) {
1905                                 rcu_read_unlock();
1906                                 return this_cpu;
1907                         }
1908
1909                         best_cpu = cpumask_first_and(later_mask,
1910                                                         sched_domain_span(sd));
1911                         /*
1912                          * Last chance: if a cpu being in both later_mask
1913                          * and current sd span is valid, that becomes our
1914                          * choice. Of course, the latest possible cpu is
1915                          * already under consideration through later_mask.
1916                          */
1917                         if (best_cpu < nr_cpu_ids) {
1918                                 rcu_read_unlock();
1919                                 return best_cpu;
1920                         }
1921                 }
1922         }
1923         rcu_read_unlock();
1924
1925         /*
1926          * At this point, all our guesses failed, we just return
1927          * 'something', and let the caller sort the things out.
1928          */
1929         if (this_cpu != -1)
1930                 return this_cpu;
1931
1932         cpu = cpumask_any(later_mask);
1933         if (cpu < nr_cpu_ids)
1934                 return cpu;
1935
1936         return -1;
1937 }
1938
1939 /* Locks the rq it finds */
1940 static struct rq *find_lock_later_rq(struct task_struct *task, struct rq *rq)
1941 {
1942         struct rq *later_rq = NULL;
1943         int tries;
1944         int cpu;
1945
1946         for (tries = 0; tries < DL_MAX_TRIES; tries++) {
1947                 cpu = find_later_rq(task);
1948
1949                 if ((cpu == -1) || (cpu == rq->cpu))
1950                         break;
1951
1952                 later_rq = cpu_rq(cpu);
1953
1954                 if (later_rq->dl.dl_nr_running &&
1955                     !dl_time_before(task->dl.deadline,
1956                                         later_rq->dl.earliest_dl.curr)) {
1957                         /*
1958                          * Target rq has tasks of equal or earlier deadline,
1959                          * retrying does not release any lock and is unlikely
1960                          * to yield a different result.
1961                          */
1962                         later_rq = NULL;
1963                         break;
1964                 }
1965
1966                 /* Retry if something changed. */
1967                 if (double_lock_balance(rq, later_rq)) {
1968                         if (unlikely(task_rq(task) != rq ||
1969                                      !cpumask_test_cpu(later_rq->cpu, &task->cpus_allowed) ||
1970                                      task_running(rq, task) ||
1971                                      !dl_task(task) ||
1972                                      !task_on_rq_queued(task))) {
1973                                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1974                                 later_rq = NULL;
1975                                 break;
1976                         }
1977                 }
1978
1979                 /*
1980                  * If the rq we found has no -deadline task, or
1981                  * its earliest one has a later deadline than our
1982                  * task, the rq is a good one.
1983                  */
1984                 if (!later_rq->dl.dl_nr_running ||
1985                     dl_time_before(task->dl.deadline,
1986                                    later_rq->dl.earliest_dl.curr))
1987                         break;
1988
1989                 /* Otherwise we try again. */
1990                 double_unlock_balance(rq, later_rq);
1991                 later_rq = NULL;
1992         }
1993
1994         return later_rq;
1995 }
1996
1997 static struct task_struct *pick_next_pushable_dl_task(struct rq *rq)
1998 {
1999         struct task_struct *p;
2000
2001         if (!has_pushable_dl_tasks(rq))
2002                 return NULL;
2003
2004         p = rb_entry(rq->dl.pushable_dl_tasks_root.rb_leftmost,
2005                      struct task_struct, pushable_dl_tasks);
2006
2007         BUG_ON(rq->cpu != task_cpu(p));
2008         BUG_ON(task_current(rq, p));
2009         BUG_ON(p->nr_cpus_allowed <= 1);
2010
2011         BUG_ON(!task_on_rq_queued(p));
2012         BUG_ON(!dl_task(p));
2013
2014         return p;
2015 }
2016
2017 /*
2018  * See if the non running -deadline tasks on this rq
2019  * can be sent to some other CPU where they can preempt
2020  * and start executing.
2021  */
2022 static int push_dl_task(struct rq *rq)
2023 {
2024         struct task_struct *next_task;
2025         struct rq *later_rq;
2026         int ret = 0;
2027
2028         if (!rq->dl.overloaded)
2029                 return 0;
2030
2031         next_task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2032         if (!next_task)
2033                 return 0;
2034
2035 retry:
2036         if (unlikely(next_task == rq->curr)) {
2037                 WARN_ON(1);
2038                 return 0;
2039         }
2040
2041         /*
2042          * If next_task preempts rq->curr, and rq->curr
2043          * can move away, it makes sense to just reschedule
2044          * without going further in pushing next_task.
2045          */
2046         if (dl_task(rq->curr) &&
2047             dl_time_before(next_task->dl.deadline, rq->curr->dl.deadline) &&
2048             rq->curr->nr_cpus_allowed > 1) {
2049                 resched_curr(rq);
2050                 return 0;
2051         }
2052
2053         /* We might release rq lock */
2054         get_task_struct(next_task);
2055
2056         /* Will lock the rq it'll find */
2057         later_rq = find_lock_later_rq(next_task, rq);
2058         if (!later_rq) {
2059                 struct task_struct *task;
2060
2061                 /*
2062                  * We must check all this again, since
2063                  * find_lock_later_rq releases rq->lock and it is
2064                  * then possible that next_task has migrated.
2065                  */
2066                 task = pick_next_pushable_dl_task(rq);
2067                 if (task == next_task) {
2068                         /*
2069                          * The task is still there. We don't try
2070                          * again, some other cpu will pull it when ready.
2071                          */
2072                         goto out;
2073                 }
2074
2075                 if (!task)
2076                         /* No more tasks */
2077                         goto out;
2078
2079                 put_task_struct(next_task);
2080                 next_task = task;
2081                 goto retry;
2082         }
2083
2084         deactivate_task(rq, next_task, 0);
2085         sub_running_bw(&next_task->dl, &rq->dl);
2086         sub_rq_bw(&next_task->dl, &rq->dl);
2087         set_task_cpu(next_task, later_rq->cpu);
2088         add_rq_bw(&next_task->dl, &later_rq->dl);
2089         add_running_bw(&next_task->dl, &later_rq->dl);
2090         activate_task(later_rq, next_task, 0);
2091         ret = 1;
2092
2093         resched_curr(later_rq);
2094
2095         double_unlock_balance(rq, later_rq);
2096
2097 out:
2098         put_task_struct(next_task);
2099
2100         return ret;
2101 }
2102
2103 static void push_dl_tasks(struct rq *rq)
2104 {
2105         /* push_dl_task() will return true if it moved a -deadline task */
2106         while (push_dl_task(rq))
2107                 ;
2108 }
2109
2110 static void pull_dl_task(struct rq *this_rq)
2111 {
2112         int this_cpu = this_rq->cpu, cpu;
2113         struct task_struct *p;
2114         bool resched = false;
2115         struct rq *src_rq;
2116         u64 dmin = LONG_MAX;
2117
2118         if (likely(!dl_overloaded(this_rq)))
2119                 return;
2120
2121         /*
2122          * Match the barrier from dl_set_overloaded; this guarantees that if we
2123          * see overloaded we must also see the dlo_mask bit.
2124          */
2125         smp_rmb();
2126
2127         for_each_cpu(cpu, this_rq->rd->dlo_mask) {
2128                 if (this_cpu == cpu)
2129                         continue;
2130
2131                 src_rq = cpu_rq(cpu);
2132
2133                 /*
2134                  * It looks racy, abd it is! However, as in sched_rt.c,
2135                  * we are fine with this.
2136                  */
2137                 if (this_rq->dl.dl_nr_running &&
2138                     dl_time_before(this_rq->dl.earliest_dl.curr,
2139                                    src_rq->dl.earliest_dl.next))
2140                         continue;
2141
2142                 /* Might drop this_rq->lock */
2143                 double_lock_balance(this_rq, src_rq);
2144
2145                 /*
2146                  * If there are no more pullable tasks on the
2147                  * rq, we're done with it.
2148                  */
2149                 if (src_rq->dl.dl_nr_running <= 1)
2150                         goto skip;
2151
2152                 p = pick_earliest_pushable_dl_task(src_rq, this_cpu);
2153
2154                 /*
2155                  * We found a task to be pulled if:
2156                  *  - it preempts our current (if there's one),
2157                  *  - it will preempt the last one we pulled (if any).
2158                  */
2159                 if (p && dl_time_before(p->dl.deadline, dmin) &&
2160                     (!this_rq->dl.dl_nr_running ||
2161                      dl_time_before(p->dl.deadline,
2162                                     this_rq->dl.earliest_dl.curr))) {
2163                         WARN_ON(p == src_rq->curr);
2164                         WARN_ON(!task_on_rq_queued(p));
2165
2166                         /*
2167                          * Then we pull iff p has actually an earlier
2168                          * deadline than the current task of its runqueue.
2169                          */
2170                         if (dl_time_before(p->dl.deadline,
2171                                            src_rq->curr->dl.deadline))
2172                                 goto skip;
2173
2174                         resched = true;
2175
2176                         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2177                         sub_running_bw(&p->dl, &src_rq->dl);
2178                         sub_rq_bw(&p->dl, &src_rq->dl);
2179                         set_task_cpu(p, this_cpu);
2180                         add_rq_bw(&p->dl, &this_rq->dl);
2181                         add_running_bw(&p->dl, &this_rq->dl);
2182                         activate_task(this_rq, p, 0);
2183                         dmin = p->dl.deadline;
2184
2185                         /* Is there any other task even earlier? */
2186                 }
2187 skip:
2188                 double_unlock_balance(this_rq, src_rq);
2189         }
2190
2191         if (resched)
2192                 resched_curr(this_rq);
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Since the task is not running and a reschedule is not going to happen
2197  * anytime soon on its runqueue, we try pushing it away now.
2198  */
2199 static void task_woken_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2200 {
2201         if (!task_running(rq, p) &&
2202             !test_tsk_need_resched(rq->curr) &&
2203             p->nr_cpus_allowed > 1 &&
2204             dl_task(rq->curr) &&
2205             (rq->curr->nr_cpus_allowed < 2 ||
2206              !dl_entity_preempt(&p->dl, &rq->curr->dl))) {
2207                 push_dl_tasks(rq);
2208         }
2209 }
2210
2211 static void set_cpus_allowed_dl(struct task_struct *p,
2212                                 const struct cpumask *new_mask)
2213 {
2214         struct root_domain *src_rd;
2215         struct rq *rq;
2216
2217         BUG_ON(!dl_task(p));
2218
2219         rq = task_rq(p);
2220         src_rd = rq->rd;
2221         /*
2222          * Migrating a SCHED_DEADLINE task between exclusive
2223          * cpusets (different root_domains) entails a bandwidth
2224          * update. We already made space for us in the destination
2225          * domain (see cpuset_can_attach()).
2226          */
2227         if (!cpumask_intersects(src_rd->span, new_mask)) {
2228                 struct dl_bw *src_dl_b;
2229
2230                 src_dl_b = dl_bw_of(cpu_of(rq));
2231                 /*
2232                  * We now free resources of the root_domain we are migrating
2233                  * off. In the worst case, sched_setattr() may temporary fail
2234                  * until we complete the update.
2235                  */
2236                 raw_spin_lock(&src_dl_b->lock);
2237                 __dl_sub(src_dl_b, p->dl.dl_bw, dl_bw_cpus(task_cpu(p)));
2238                 raw_spin_unlock(&src_dl_b->lock);
2239         }
2240
2241         set_cpus_allowed_common(p, new_mask);
2242 }
2243
2244 /* Assumes rq->lock is held */
2245 static void rq_online_dl(struct rq *rq)
2246 {
2247         if (rq->dl.overloaded)
2248                 dl_set_overload(rq);
2249
2250         cpudl_set_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2251         if (rq->dl.dl_nr_running > 0)
2252                 cpudl_set(&rq->rd->cpudl, rq->cpu, rq->dl.earliest_dl.curr);
2253 }
2254
2255 /* Assumes rq->lock is held */
2256 static void rq_offline_dl(struct rq *rq)
2257 {
2258         if (rq->dl.overloaded)
2259                 dl_clear_overload(rq);
2260
2261         cpudl_clear(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2262         cpudl_clear_freecpu(&rq->rd->cpudl, rq->cpu);
2263 }
2264
2265 void __init init_sched_dl_class(void)
2266 {
2267         unsigned int i;
2268
2269         for_each_possible_cpu(i)
2270                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(local_cpu_mask_dl, i),
2271                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
2272 }
2273
2274 #endif /* CONFIG_SMP */
2275
2276 static void switched_from_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2277 {
2278         /*
2279          * task_non_contending() can start the "inactive timer" (if the 0-lag
2280          * time is in the future). If the task switches back to dl before
2281          * the "inactive timer" fires, it can continue to consume its current
2282          * runtime using its current deadline. If it stays outside of
2283          * SCHED_DEADLINE until the 0-lag time passes, inactive_task_timer()
2284          * will reset the task parameters.
2285          */
2286         if (task_on_rq_queued(p) && p->dl.dl_runtime)
2287                 task_non_contending(p);
2288
2289         if (!task_on_rq_queued(p))
2290                 sub_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2291
2292         /*
2293          * We cannot use inactive_task_timer() to invoke sub_running_bw()
2294          * at the 0-lag time, because the task could have been migrated
2295          * while SCHED_OTHER in the meanwhile.
2296          */
2297         if (p->dl.dl_non_contending)
2298                 p->dl.dl_non_contending = 0;
2299
2300         /*
2301          * Since this might be the only -deadline task on the rq,
2302          * this is the right place to try to pull some other one
2303          * from an overloaded cpu, if any.
2304          */
2305         if (!task_on_rq_queued(p) || rq->dl.dl_nr_running)
2306                 return;
2307
2308         queue_pull_task(rq);
2309 }
2310
2311 /*
2312  * When switching to -deadline, we may overload the rq, then
2313  * we try to push someone off, if possible.
2314  */
2315 static void switched_to_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2316 {
2317         if (hrtimer_try_to_cancel(&p->dl.inactive_timer) == 1)
2318                 put_task_struct(p);
2319
2320         /* If p is not queued we will update its parameters at next wakeup. */
2321         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2322                 add_rq_bw(&p->dl, &rq->dl);
2323
2324                 return;
2325         }
2326
2327         if (rq->curr != p) {
2328 #ifdef CONFIG_SMP
2329                 if (p->nr_cpus_allowed > 1 && rq->dl.overloaded)
2330                         queue_push_tasks(rq);
2331 #endif
2332                 if (dl_task(rq->curr))
2333                         check_preempt_curr_dl(rq, p, 0);
2334                 else
2335                         resched_curr(rq);
2336         }
2337 }
2338
2339 /*
2340  * If the scheduling parameters of a -deadline task changed,
2341  * a push or pull operation might be needed.
2342  */
2343 static void prio_changed_dl(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2344                             int oldprio)
2345 {
2346         if (task_on_rq_queued(p) || rq->curr == p) {
2347 #ifdef CONFIG_SMP
2348                 /*
2349                  * This might be too much, but unfortunately
2350                  * we don't have the old deadline value, and
2351                  * we can't argue if the task is increasing
2352                  * or lowering its prio, so...
2353                  */
2354                 if (!rq->dl.overloaded)
2355                         queue_pull_task(rq);
2356
2357                 /*
2358                  * If we now have a earlier deadline task than p,
2359                  * then reschedule, provided p is still on this
2360                  * runqueue.
2361                  */
2362                 if (dl_time_before(rq->dl.earliest_dl.curr, p->dl.deadline))
2363                         resched_curr(rq);
2364 #else
2365                 /*
2366                  * Again, we don't know if p has a earlier
2367                  * or later deadline, so let's blindly set a
2368                  * (maybe not needed) rescheduling point.
2369                  */
2370                 resched_curr(rq);
2371 #endif /* CONFIG_SMP */
2372         }
2373 }
2374
2375 const struct sched_class dl_sched_class = {
2376         .next                   = &rt_sched_class,
2377         .enqueue_task           = enqueue_task_dl,
2378         .dequeue_task           = dequeue_task_dl,
2379         .yield_task             = yield_task_dl,
2380
2381         .check_preempt_curr     = check_preempt_curr_dl,
2382
2383         .pick_next_task         = pick_next_task_dl,
2384         .put_prev_task          = put_prev_task_dl,
2385
2386 #ifdef CONFIG_SMP
2387         .select_task_rq         = select_task_rq_dl,
2388         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_dl,
2389         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_dl,
2390         .rq_online              = rq_online_dl,
2391         .rq_offline             = rq_offline_dl,
2392         .task_woken             = task_woken_dl,
2393 #endif
2394
2395         .set_curr_task          = set_curr_task_dl,
2396         .task_tick              = task_tick_dl,
2397         .task_fork              = task_fork_dl,
2398
2399         .prio_changed           = prio_changed_dl,
2400         .switched_from          = switched_from_dl,
2401         .switched_to            = switched_to_dl,
2402
2403         .update_curr            = update_curr_dl,
2404 };
2405
2406 int sched_dl_global_validate(void)
2407 {
2408         u64 runtime = global_rt_runtime();
2409         u64 period = global_rt_period();
2410         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
2411         struct dl_bw *dl_b;
2412         int cpu, ret = 0;
2413         unsigned long flags;
2414
2415         /*
2416          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
2417          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
2418          * any of the root_domains.
2419          *
2420          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
2421          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
2422          * solutions is welcome!
2423          */
2424         for_each_possible_cpu(cpu) {
2425                 rcu_read_lock_sched();
2426                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2427
2428                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2429                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
2430                         ret = -EBUSY;
2431                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2432
2433                 rcu_read_unlock_sched();
2434
2435                 if (ret)
2436                         break;
2437         }
2438
2439         return ret;
2440 }
2441
2442 void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq)
2443 {
2444         if (global_rt_runtime() == RUNTIME_INF) {
2445                 dl_rq->bw_ratio = 1 << RATIO_SHIFT;
2446                 dl_rq->extra_bw = 1 << BW_SHIFT;
2447         } else {
2448                 dl_rq->bw_ratio = to_ratio(global_rt_runtime(),
2449                           global_rt_period()) >> (BW_SHIFT - RATIO_SHIFT);
2450                 dl_rq->extra_bw = to_ratio(global_rt_period(),
2451                                                     global_rt_runtime());
2452         }
2453 }
2454
2455 void sched_dl_do_global(void)
2456 {
2457         u64 new_bw = -1;
2458         struct dl_bw *dl_b;
2459         int cpu;
2460         unsigned long flags;
2461
2462         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
2463         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
2464
2465         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
2466                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
2467
2468         /*
2469          * FIXME: As above...
2470          */
2471         for_each_possible_cpu(cpu) {
2472                 rcu_read_lock_sched();
2473                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
2474
2475                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2476                 dl_b->bw = new_bw;
2477                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2478
2479                 rcu_read_unlock_sched();
2480                 init_dl_rq_bw_ratio(&cpu_rq(cpu)->dl);
2481         }
2482 }
2483
2484 /*
2485  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2486  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2487  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2488  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2489  *
2490  * This function is called while holding p's rq->lock.
2491  */
2492 int sched_dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2493                       const struct sched_attr *attr)
2494 {
2495         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2496         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2497         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2498         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2499         int cpus, err = -1;
2500
2501         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2502                 return 0;
2503
2504         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2505         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2506                 return 0;
2507
2508         /*
2509          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2510          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2511          * allocated bandwidth of the container.
2512          */
2513         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2514         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2515         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2516             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2517                 if (hrtimer_active(&p->dl.inactive_timer))
2518                         __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2519                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2520                 err = 0;
2521         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2522                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2523                 /*
2524                  * XXX this is slightly incorrect: when the task
2525                  * utilization decreases, we should delay the total
2526                  * utilization change until the task's 0-lag point.
2527                  * But this would require to set the task's "inactive
2528                  * timer" when the task is not inactive.
2529                  */
2530                 __dl_sub(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2531                 __dl_add(dl_b, new_bw, cpus);
2532                 dl_change_utilization(p, new_bw);
2533                 err = 0;
2534         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2535                 /*
2536                  * Do not decrease the total deadline utilization here,
2537                  * switched_from_dl() will take care to do it at the correct
2538                  * (0-lag) time.
2539                  */
2540                 err = 0;
2541         }
2542         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2543
2544         return err;
2545 }
2546
2547 /*
2548  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
2549  * SCHED_DEADLINE task.
2550  *
2551  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
2552  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
2553  * for the first time with its new policy.
2554  */
2555 void __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2556 {
2557         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2558
2559         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
2560         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
2561         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
2562         dl_se->flags = attr->sched_flags;
2563         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
2564         dl_se->dl_density = to_ratio(dl_se->dl_deadline, dl_se->dl_runtime);
2565 }
2566
2567 void __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
2568 {
2569         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2570
2571         attr->sched_priority = p->rt_priority;
2572         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
2573         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
2574         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
2575         attr->sched_flags = dl_se->flags;
2576 }
2577
2578 /*
2579  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
2580  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
2581  * than the runtime, as well as the period of being zero or
2582  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
2583  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
2584  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
2585  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
2586  * sched_period, as the latter can be zero).
2587  */
2588 bool __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
2589 {
2590         /* special dl tasks don't actually use any parameter */
2591         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
2592                 return true;
2593
2594         /* deadline != 0 */
2595         if (attr->sched_deadline == 0)
2596                 return false;
2597
2598         /*
2599          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
2600          * that big.
2601          */
2602         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
2603                 return false;
2604
2605         /*
2606          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
2607          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
2608          */
2609         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
2610             attr->sched_period & (1ULL << 63))
2611                 return false;
2612
2613         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
2614         if ((attr->sched_period != 0 &&
2615              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
2616             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
2617                 return false;
2618
2619         return true;
2620 }
2621
2622 /*
2623  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2624  */
2625 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2626 {
2627         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2628
2629         dl_se->dl_runtime = 0;
2630         dl_se->dl_deadline = 0;
2631         dl_se->dl_period = 0;
2632         dl_se->flags = 0;
2633         dl_se->dl_bw = 0;
2634         dl_se->dl_density = 0;
2635
2636         dl_se->dl_throttled = 0;
2637         dl_se->dl_yielded = 0;
2638         dl_se->dl_non_contending = 0;
2639         dl_se->dl_overrun = 0;
2640 }
2641
2642 bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
2643 {
2644         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2645
2646         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
2647             dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
2648             dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
2649             dl_se->flags != attr->sched_flags)
2650                 return true;
2651
2652         return false;
2653 }
2654
2655 #ifdef CONFIG_SMP
2656 int dl_task_can_attach(struct task_struct *p, const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
2657 {
2658         unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
2659                                                         cs_cpus_allowed);
2660         struct dl_bw *dl_b;
2661         bool overflow;
2662         int cpus, ret;
2663         unsigned long flags;
2664
2665         rcu_read_lock_sched();
2666         dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
2667         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2668         cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
2669         overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
2670         if (overflow)
2671                 ret = -EBUSY;
2672         else {
2673                 /*
2674                  * We reserve space for this task in the destination
2675                  * root_domain, as we can't fail after this point.
2676                  * We will free resources in the source root_domain
2677                  * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
2678                  */
2679                 __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw, cpus);
2680                 ret = 0;
2681         }
2682         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2683         rcu_read_unlock_sched();
2684         return ret;
2685 }
2686
2687 int dl_cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
2688                                  const struct cpumask *trial)
2689 {
2690         int ret = 1, trial_cpus;
2691         struct dl_bw *cur_dl_b;
2692         unsigned long flags;
2693
2694         rcu_read_lock_sched();
2695         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
2696         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
2697
2698         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
2699         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
2700             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
2701                 ret = 0;
2702         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
2703         rcu_read_unlock_sched();
2704         return ret;
2705 }
2706
2707 bool dl_cpu_busy(unsigned int cpu)
2708 {
2709         unsigned long flags;
2710         struct dl_bw *dl_b;
2711         bool overflow;
2712         int cpus;
2713
2714         rcu_read_lock_sched();
2715         dl_b = dl_bw_of(cpu);
2716         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
2717         cpus = dl_bw_cpus(cpu);
2718         overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
2719         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
2720         rcu_read_unlock_sched();
2721         return overflow;
2722 }
2723 #endif
2724
2725 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2726 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
2727
2728 void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu)
2729 {
2730         print_dl_rq(m, cpu, &cpu_rq(cpu)->dl);
2731 }
2732 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */