sched: Convert cpupri lock to raw_spinlock
[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 (idx = find_first_bit(array, CPUPRI_NR_PRIORITIES);     \
51        idx < CPUPRI_NR_PRIORITIES;                            \
52        idx = find_next_bit(array, CPUPRI_NR_PRIORITIES, idx+1))
53
54 /**
55  * cpupri_find - find the best (lowest-pri) CPU in the system
56  * @cp: The cpupri context
57  * @p: The task
58  * @lowest_mask: A mask to fill in with selected CPUs (or NULL)
59  *
60  * Note: This function returns the recommended CPUs as calculated during the
61  * current invokation.  By the time the call returns, the CPUs may have in
62  * fact changed priorities any number of times.  While not ideal, it is not
63  * an issue of correctness since the normal rebalancer logic will correct
64  * any discrepancies created by racing against the uncertainty of the current
65  * priority configuration.
66  *
67  * Returns: (int)bool - CPUs were found
68  */
69 int cpupri_find(struct cpupri *cp, struct task_struct *p,
70                 struct cpumask *lowest_mask)
71 {
72         int                  idx      = 0;
73         int                  task_pri = convert_prio(p->prio);
74
75         for_each_cpupri_active(cp->pri_active, idx) {
76                 struct cpupri_vec *vec  = &cp->pri_to_cpu[idx];
77
78                 if (idx >= task_pri)
79                         break;
80
81                 if (cpumask_any_and(&p->cpus_allowed, vec->mask) >= nr_cpu_ids)
82                         continue;
83
84                 if (lowest_mask) {
85                         cpumask_and(lowest_mask, &p->cpus_allowed, vec->mask);
86
87                         /*
88                          * We have to ensure that we have at least one bit
89                          * still set in the array, since the map could have
90                          * been concurrently emptied between the first and
91                          * second reads of vec->mask.  If we hit this
92                          * condition, simply act as though we never hit this
93                          * priority level and continue on.
94                          */
95                         if (cpumask_any(lowest_mask) >= nr_cpu_ids)
96                                 continue;
97                 }
98
99                 return 1;
100         }
101
102         return 0;
103 }
104
105 /**
106  * cpupri_set - update the cpu priority setting
107  * @cp: The cpupri context
108  * @cpu: The target cpu
109  * @pri: The priority (INVALID-RT99) to assign to this CPU
110  *
111  * Note: Assumes cpu_rq(cpu)->lock is locked
112  *
113  * Returns: (void)
114  */
115 void cpupri_set(struct cpupri *cp, int cpu, int newpri)
116 {
117         int                 *currpri = &cp->cpu_to_pri[cpu];
118         int                  oldpri  = *currpri;
119         unsigned long        flags;
120
121         newpri = convert_prio(newpri);
122
123         BUG_ON(newpri >= CPUPRI_NR_PRIORITIES);
124
125         if (newpri == oldpri)
126                 return;
127
128         /*
129          * If the cpu was currently mapped to a different value, we
130          * need to map it to the new value then remove the old value.
131          * Note, we must add the new value first, otherwise we risk the
132          * cpu being cleared from pri_active, and this cpu could be
133          * missed for a push or pull.
134          */
135         if (likely(newpri != CPUPRI_INVALID)) {
136                 struct cpupri_vec *vec = &cp->pri_to_cpu[newpri];
137
138                 raw_spin_lock_irqsave(&vec->lock, flags);
139
140                 cpumask_set_cpu(cpu, vec->mask);
141                 vec->count++;
142                 if (vec->count == 1)
143                         set_bit(newpri, cp->pri_active);
144
145                 raw_spin_unlock_irqrestore(&vec->lock, flags);
146         }
147         if (likely(oldpri != CPUPRI_INVALID)) {
148                 struct cpupri_vec *vec  = &cp->pri_to_cpu[oldpri];
149
150                 raw_spin_lock_irqsave(&vec->lock, flags);
151
152                 vec->count--;
153                 if (!vec->count)
154                         clear_bit(oldpri, cp->pri_active);
155                 cpumask_clear_cpu(cpu, vec->mask);
156
157                 raw_spin_unlock_irqrestore(&vec->lock, flags);
158         }
159
160         *currpri = newpri;
161 }
162
163 /**
164  * cpupri_init - initialize the cpupri structure
165  * @cp: The cpupri context
166  * @bootmem: true if allocations need to use bootmem
167  *
168  * Returns: -ENOMEM if memory fails.
169  */
170 int cpupri_init(struct cpupri *cp, bool bootmem)
171 {
172         gfp_t gfp = GFP_KERNEL;
173         int i;
174
175         if (bootmem)
176                 gfp = GFP_NOWAIT;
177
178         memset(cp, 0, sizeof(*cp));
179
180         for (i = 0; i < CPUPRI_NR_PRIORITIES; i++) {
181                 struct cpupri_vec *vec = &cp->pri_to_cpu[i];
182
183                 raw_spin_lock_init(&vec->lock);
184                 vec->count = 0;
185                 if (!zalloc_cpumask_var(&vec->mask, gfp))
186                         goto cleanup;
187         }
188
189         for_each_possible_cpu(i)
190                 cp->cpu_to_pri[i] = CPUPRI_INVALID;
191         return 0;
192
193 cleanup:
194         for (i--; i >= 0; i--)
195                 free_cpumask_var(cp->pri_to_cpu[i].mask);
196         return -ENOMEM;
197 }
198
199 /**
200  * cpupri_cleanup - clean up the cpupri structure
201  * @cp: The cpupri context
202  */
203 void cpupri_cleanup(struct cpupri *cp)
204 {
205         int i;
206
207         for (i = 0; i < CPUPRI_NR_PRIORITIES; i++)
208                 free_cpumask_var(cp->pri_to_cpu[i].mask);
209 }