perf: Fix double start/stop in x86_pmu_start()
[linux-2.6.git] / kernel / sched / cpupri.c
1 /*
2  *  kernel/sched/cpupri.c
3  *
4  *  CPU priority management
5  *
6  *  Copyright (C) 2007-2008 Novell
7  *
8  *  Author: Gregory Haskins <ghaskins@novell.com>
9  *
10  *  This code tracks the priority of each CPU so that global migration
11  *  decisions are easy to calculate.  Each CPU can be in a state as follows:
12  *
13  *                 (INVALID), IDLE, NORMAL, RT1, ... RT99
14  *
15  *  going from the lowest priority to the highest.  CPUs in the INVALID state
16  *  are not eligible for routing.  The system maintains this state with
17  *  a 2 dimensional bitmap (the first for priority class, the second for cpus
18  *  in that class).  Therefore a typical application without affinity
19  *  restrictions can find a suitable CPU with O(1) complexity (e.g. two bit
20  *  searches).  For tasks with affinity restrictions, the algorithm has a
21  *  worst case complexity of O(min(102, nr_domcpus)), though the scenario that
22  *  yields the worst case search is fairly contrived.
23  *
24  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
25  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
26  *  as published by the Free Software Foundation; version 2
27  *  of the License.
28  */
29
30 #include <linux/gfp.h>
31 #include "cpupri.h"
32
33 /* Convert between a 140 based task->prio, and our 102 based cpupri */
34 static int convert_prio(int prio)
35 {
36         int cpupri;
37
38         if (prio == CPUPRI_INVALID)
39                 cpupri = CPUPRI_INVALID;
40         else if (prio == MAX_PRIO)
41                 cpupri = CPUPRI_IDLE;
42         else if (prio >= MAX_RT_PRIO)
43                 cpupri = CPUPRI_NORMAL;
44         else
45                 cpupri = MAX_RT_PRIO - prio + 1;
46
47         return cpupri;
48 }
49
50 /**
51  * cpupri_find - find the best (lowest-pri) CPU in the system
52  * @cp: The cpupri context
53  * @p: The task
54  * @lowest_mask: A mask to fill in with selected CPUs (or NULL)
55  *
56  * Note: This function returns the recommended CPUs as calculated during the
57  * current invocation.  By the time the call returns, the CPUs may have in
58  * fact changed priorities any number of times.  While not ideal, it is not
59  * an issue of correctness since the normal rebalancer logic will correct
60  * any discrepancies created by racing against the uncertainty of the current
61  * priority configuration.
62  *
63  * Returns: (int)bool - CPUs were found
64  */
65 int cpupri_find(struct cpupri *cp, struct task_struct *p,
66                 struct cpumask *lowest_mask)
67 {
68         int                  idx      = 0;
69         int                  task_pri = convert_prio(p->prio);
70
71         if (task_pri >= MAX_RT_PRIO)
72                 return 0;
73
74         for (idx = 0; idx < task_pri; idx++) {
75                 struct cpupri_vec *vec  = &cp->pri_to_cpu[idx];
76                 int skip = 0;
77
78                 if (!atomic_read(&(vec)->count))
79                         skip = 1;
80                 /*
81                  * When looking at the vector, we need to read the counter,
82                  * do a memory barrier, then read the mask.
83                  *
84                  * Note: This is still all racey, but we can deal with it.
85                  *  Ideally, we only want to look at masks that are set.
86                  *
87                  *  If a mask is not set, then the only thing wrong is that we
88                  *  did a little more work than necessary.
89                  *
90                  *  If we read a zero count but the mask is set, because of the
91                  *  memory barriers, that can only happen when the highest prio
92                  *  task for a run queue has left the run queue, in which case,
93                  *  it will be followed by a pull. If the task we are processing
94                  *  fails to find a proper place to go, that pull request will
95                  *  pull this task if the run queue is running at a lower
96                  *  priority.
97                  */
98                 smp_rmb();
99
100                 /* Need to do the rmb for every iteration */
101                 if (skip)
102                         continue;
103
104                 if (cpumask_any_and(&p->cpus_allowed, vec->mask) >= nr_cpu_ids)
105                         continue;
106
107                 if (lowest_mask) {
108                         cpumask_and(lowest_mask, &p->cpus_allowed, vec->mask);
109
110                         /*
111                          * We have to ensure that we have at least one bit
112                          * still set in the array, since the map could have
113                          * been concurrently emptied between the first and
114                          * second reads of vec->mask.  If we hit this
115                          * condition, simply act as though we never hit this
116                          * priority level and continue on.
117                          */
118                         if (cpumask_any(lowest_mask) >= nr_cpu_ids)
119                                 continue;
120                 }
121
122                 return 1;
123         }
124
125         return 0;
126 }
127
128 /**
129  * cpupri_set - update the cpu priority setting
130  * @cp: The cpupri context
131  * @cpu: The target cpu
132  * @newpri: The priority (INVALID-RT99) to assign to this CPU
133  *
134  * Note: Assumes cpu_rq(cpu)->lock is locked
135  *
136  * Returns: (void)
137  */
138 void cpupri_set(struct cpupri *cp, int cpu, int newpri)
139 {
140         int                 *currpri = &cp->cpu_to_pri[cpu];
141         int                  oldpri  = *currpri;
142         int                  do_mb = 0;
143
144         newpri = convert_prio(newpri);
145
146         BUG_ON(newpri >= CPUPRI_NR_PRIORITIES);
147
148         if (newpri == oldpri)
149                 return;
150
151         /*
152          * If the cpu was currently mapped to a different value, we
153          * need to map it to the new value then remove the old value.
154          * Note, we must add the new value first, otherwise we risk the
155          * cpu being missed by the priority loop in cpupri_find.
156          */
157         if (likely(newpri != CPUPRI_INVALID)) {
158                 struct cpupri_vec *vec = &cp->pri_to_cpu[newpri];
159
160                 cpumask_set_cpu(cpu, vec->mask);
161                 /*
162                  * When adding a new vector, we update the mask first,
163                  * do a write memory barrier, and then update the count, to
164                  * make sure the vector is visible when count is set.
165                  */
166                 smp_mb__before_atomic_inc();
167                 atomic_inc(&(vec)->count);
168                 do_mb = 1;
169         }
170         if (likely(oldpri != CPUPRI_INVALID)) {
171                 struct cpupri_vec *vec  = &cp->pri_to_cpu[oldpri];
172
173                 /*
174                  * Because the order of modification of the vec->count
175                  * is important, we must make sure that the update
176                  * of the new prio is seen before we decrement the
177                  * old prio. This makes sure that the loop sees
178                  * one or the other when we raise the priority of
179                  * the run queue. We don't care about when we lower the
180                  * priority, as that will trigger an rt pull anyway.
181                  *
182                  * We only need to do a memory barrier if we updated
183                  * the new priority vec.
184                  */
185                 if (do_mb)
186                         smp_mb__after_atomic_inc();
187
188                 /*
189                  * When removing from the vector, we decrement the counter first
190                  * do a memory barrier and then clear the mask.
191                  */
192                 atomic_dec(&(vec)->count);
193                 smp_mb__after_atomic_inc();
194                 cpumask_clear_cpu(cpu, vec->mask);
195         }
196
197         *currpri = newpri;
198 }
199
200 /**
201  * cpupri_init - initialize the cpupri structure
202  * @cp: The cpupri context
203  *
204  * Returns: -ENOMEM if memory fails.
205  */
206 int cpupri_init(struct cpupri *cp)
207 {
208         int i;
209
210         memset(cp, 0, sizeof(*cp));
211
212         for (i = 0; i < CPUPRI_NR_PRIORITIES; i++) {
213                 struct cpupri_vec *vec = &cp->pri_to_cpu[i];
214
215                 atomic_set(&vec->count, 0);
216                 if (!zalloc_cpumask_var(&vec->mask, GFP_KERNEL))
217                         goto cleanup;
218         }
219
220         for_each_possible_cpu(i)
221                 cp->cpu_to_pri[i] = CPUPRI_INVALID;
222         return 0;
223
224 cleanup:
225         for (i--; i >= 0; i--)
226                 free_cpumask_var(cp->pri_to_cpu[i].mask);
227         return -ENOMEM;
228 }
229
230 /**
231  * cpupri_cleanup - clean up the cpupri structure
232  * @cp: The cpupri context
233  */
234 void cpupri_cleanup(struct cpupri *cp)
235 {
236         int i;
237
238         for (i = 0; i < CPUPRI_NR_PRIORITIES; i++)
239                 free_cpumask_var(cp->pri_to_cpu[i].mask);
240 }