eeb3506c4834e167d531c5bf62409ae9322c450f
[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 "sched_cpupri.h"
31
32 /* Convert between a 140 based task->prio, and our 102 based cpupri */
33 static int convert_prio(int prio)
34 {
35         int cpupri;
36
37         if (prio == CPUPRI_INVALID)
38                 cpupri = CPUPRI_INVALID;
39         else if (prio == MAX_PRIO)
40                 cpupri = CPUPRI_IDLE;
41         else if (prio >= MAX_RT_PRIO)
42                 cpupri = CPUPRI_NORMAL;
43         else
44                 cpupri = MAX_RT_PRIO - prio + 1;
45
46         return cpupri;
47 }
48
49 #define for_each_cpupri_active(array, idx)                    \
50         for_each_bit(idx, array, CPUPRI_NR_PRIORITIES)
51
52 /**
53  * cpupri_find - find the best (lowest-pri) CPU in the system
54  * @cp: The cpupri context
55  * @p: The task
56  * @lowest_mask: A mask to fill in with selected CPUs (or NULL)
57  *
58  * Note: This function returns the recommended CPUs as calculated during the
59  * current invokation.  By the time the call returns, the CPUs may have in
60  * fact changed priorities any number of times.  While not ideal, it is not
61  * an issue of correctness since the normal rebalancer logic will correct
62  * any discrepancies created by racing against the uncertainty of the current
63  * priority configuration.
64  *
65  * Returns: (int)bool - CPUs were found
66  */
67 int cpupri_find(struct cpupri *cp, struct task_struct *p,
68                 struct cpumask *lowest_mask)
69 {
70         int                  idx      = 0;
71         int                  task_pri = convert_prio(p->prio);
72
73         for_each_cpupri_active(cp->pri_active, idx) {
74                 struct cpupri_vec *vec  = &cp->pri_to_cpu[idx];
75
76                 if (idx >= task_pri)
77                         break;
78
79                 if (cpumask_any_and(&p->cpus_allowed, vec->mask) >= nr_cpu_ids)
80                         continue;
81
82                 if (lowest_mask) {
83                         cpumask_and(lowest_mask, &p->cpus_allowed, vec->mask);
84
85                         /*
86                          * We have to ensure that we have at least one bit
87                          * still set in the array, since the map could have
88                          * been concurrently emptied between the first and
89                          * second reads of vec->mask.  If we hit this
90                          * condition, simply act as though we never hit this
91                          * priority level and continue on.
92                          */
93                         if (cpumask_any(lowest_mask) >= nr_cpu_ids)
94                                 continue;
95                 }
96
97                 return 1;
98         }
99
100         return 0;
101 }
102
103 /**
104  * cpupri_set - update the cpu priority setting
105  * @cp: The cpupri context
106  * @cpu: The target cpu
107  * @pri: The priority (INVALID-RT99) to assign to this CPU
108  *
109  * Note: Assumes cpu_rq(cpu)->lock is locked
110  *
111  * Returns: (void)
112  */
113 void cpupri_set(struct cpupri *cp, int cpu, int newpri)
114 {
115         int                 *currpri = &cp->cpu_to_pri[cpu];
116         int                  oldpri  = *currpri;
117         unsigned long        flags;
118
119         newpri = convert_prio(newpri);
120
121         BUG_ON(newpri >= CPUPRI_NR_PRIORITIES);
122
123         if (newpri == oldpri)
124                 return;
125
126         /*
127          * If the cpu was currently mapped to a different value, we
128          * need to map it to the new value then remove the old value.
129          * Note, we must add the new value first, otherwise we risk the
130          * cpu being cleared from pri_active, and this cpu could be
131          * missed for a push or pull.
132          */
133         if (likely(newpri != CPUPRI_INVALID)) {
134                 struct cpupri_vec *vec = &cp->pri_to_cpu[newpri];
135
136                 raw_spin_lock_irqsave(&vec->lock, flags);
137
138                 cpumask_set_cpu(cpu, vec->mask);
139                 vec->count++;
140                 if (vec->count == 1)
141                         set_bit(newpri, cp->pri_active);
142
143                 raw_spin_unlock_irqrestore(&vec->lock, flags);
144         }
145         if (likely(oldpri != CPUPRI_INVALID)) {
146                 struct cpupri_vec *vec  = &cp->pri_to_cpu[oldpri];
147
148                 raw_spin_lock_irqsave(&vec->lock, flags);
149
150                 vec->count--;
151                 if (!vec->count)
152                         clear_bit(oldpri, cp->pri_active);
153                 cpumask_clear_cpu(cpu, vec->mask);
154
155                 raw_spin_unlock_irqrestore(&vec->lock, flags);
156         }
157
158         *currpri = newpri;
159 }
160
161 /**
162  * cpupri_init - initialize the cpupri structure
163  * @cp: The cpupri context
164  * @bootmem: true if allocations need to use bootmem
165  *
166  * Returns: -ENOMEM if memory fails.
167  */
168 int cpupri_init(struct cpupri *cp, bool bootmem)
169 {
170         gfp_t gfp = GFP_KERNEL;
171         int i;
172
173         if (bootmem)
174                 gfp = GFP_NOWAIT;
175
176         memset(cp, 0, sizeof(*cp));
177
178         for (i = 0; i < CPUPRI_NR_PRIORITIES; i++) {
179                 struct cpupri_vec *vec = &cp->pri_to_cpu[i];
180
181                 raw_spin_lock_init(&vec->lock);
182                 vec->count = 0;
183                 if (!zalloc_cpumask_var(&vec->mask, gfp))
184                         goto cleanup;
185         }
186
187         for_each_possible_cpu(i)
188                 cp->cpu_to_pri[i] = CPUPRI_INVALID;
189         return 0;
190
191 cleanup:
192         for (i--; i >= 0; i--)
193                 free_cpumask_var(cp->pri_to_cpu[i].mask);
194         return -ENOMEM;
195 }
196
197 /**
198  * cpupri_cleanup - clean up the cpupri structure
199  * @cp: The cpupri context
200  */
201 void cpupri_cleanup(struct cpupri *cp)
202 {
203         int i;
204
205         for (i = 0; i < CPUPRI_NR_PRIORITIES; i++)
206                 free_cpumask_var(cp->pri_to_cpu[i].mask);
207 }