git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - arch/powerpc/platforms/cell/spufs/sched.c

   1 /* sched.c - SPU scheduler.
   2  *
   3  * Copyright (C) IBM 2005
   4  * Author: Mark Nutter <mnutter@us.ibm.com>
   5  *
   6  * 2006-03-31   NUMA domains added.
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  11  * any later version.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
  16  * GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * along with this program; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21  */
  22
  23 #undef DEBUG
  24
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/errno.h>
  27 #include <linux/sched.h>
  28 #include <linux/kernel.h>
  29 #include <linux/mm.h>
  30 #include <linux/completion.h>
  31 #include <linux/vmalloc.h>
  32 #include <linux/smp.h>
  33 #include <linux/smp_lock.h>
  34 #include <linux/stddef.h>
  35 #include <linux/unistd.h>
  36 #include <linux/numa.h>
  37 #include <linux/mutex.h>
  38 #include <linux/notifier.h>
  39
  40 #include <asm/io.h>
  41 #include <asm/mmu_context.h>
  42 #include <asm/spu.h>
  43 #include <asm/spu_csa.h>
  44 #include <asm/spu_priv1.h>
  45 #include "spufs.h"
  46
  47 #define SPU_MIN_TIMESLICE       (100 * HZ / 1000)
  48
  49 #define SPU_BITMAP_SIZE (((MAX_PRIO+BITS_PER_LONG)/BITS_PER_LONG)+1)
  50 struct spu_prio_array {
  51         unsigned long bitmap[SPU_BITMAP_SIZE];
  52         struct list_head runq[MAX_PRIO];
  53         spinlock_t runq_lock;
  54         struct list_head active_list[MAX_NUMNODES];
  55         struct mutex active_mutex[MAX_NUMNODES];
  56 };
  57
  58 static struct spu_prio_array *spu_prio;
  59
  60 static inline int node_allowed(int node)
  61 {
  62         cpumask_t mask;
  63
  64         if (!nr_cpus_node(node))
  65                 return 0;
  66         mask = node_to_cpumask(node);
  67         if (!cpus_intersects(mask, current->cpus_allowed))
  68                 return 0;
  69         return 1;
  70 }
  71
  72 /**
  73  * spu_add_to_active_list - add spu to active list
  74  * @spu:        spu to add to the active list
  75  */
  76 static void spu_add_to_active_list(struct spu *spu)
  77 {
  78         mutex_lock(&spu_prio->active_mutex[spu->node]);
  79         list_add_tail(&spu->list, &spu_prio->active_list[spu->node]);
  80         mutex_unlock(&spu_prio->active_mutex[spu->node]);
  81 }
  82
  83 /**
  84  * spu_remove_from_active_list - remove spu from active list
  85  * @spu:       spu to remove from the active list
  86  *
  87  * This function removes an spu from the active list.  If the spu was
  88  * found on the active list the function returns 1, else it doesn't do
  89  * anything and returns 0.
  90  */
  91 static int spu_remove_from_active_list(struct spu *spu)
  92 {
  93         int node = spu->node;
  94         struct spu *tmp;
  95         int rc = 0;
  96
  97         mutex_lock(&spu_prio->active_mutex[node]);
  98         list_for_each_entry(tmp, &spu_prio->active_list[node], list) {
  99                 if (tmp == spu) {
 100                         list_del_init(&spu->list);
 101                         rc = 1;
 102                         break;
 103                 }
 104         }
 105         mutex_unlock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 106         return rc;
 107 }
 108
 109 static inline void mm_needs_global_tlbie(struct mm_struct *mm)
 110 {
 111         int nr = (NR_CPUS > 1) ? NR_CPUS : NR_CPUS + 1;
 112
 113         /* Global TLBIE broadcast required with SPEs. */
 114         __cpus_setall(&mm->cpu_vm_mask, nr);
 115 }
 116
 117 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(spu_switch_notifier);
 118
 119 static void spu_switch_notify(struct spu *spu, struct spu_context *ctx)
 120 {
 121         blocking_notifier_call_chain(&spu_switch_notifier,
 122                             ctx ? ctx->object_id : 0, spu);
 123 }
 124
 125 int spu_switch_event_register(struct notifier_block * n)
 126 {
 127         return blocking_notifier_chain_register(&spu_switch_notifier, n);
 128 }
 129
 130 int spu_switch_event_unregister(struct notifier_block * n)
 131 {
 132         return blocking_notifier_chain_unregister(&spu_switch_notifier, n);
 133 }
 134
 135 /**
 136  * spu_bind_context - bind spu context to physical spu
 137  * @spu:        physical spu to bind to
 138  * @ctx:        context to bind
 139  */
 140 static void spu_bind_context(struct spu *spu, struct spu_context *ctx)
 141 {
 142         pr_debug("%s: pid=%d SPU=%d NODE=%d\n", __FUNCTION__, current->pid,
 143                  spu->number, spu->node);
 144         spu->ctx = ctx;
 145         spu->flags = 0;
 146         ctx->spu = spu;
 147         ctx->ops = &spu_hw_ops;
 148         spu->pid = current->pid;
 149         spu->mm = ctx->owner;
 150         mm_needs_global_tlbie(spu->mm);
 151         spu->ibox_callback = spufs_ibox_callback;
 152         spu->wbox_callback = spufs_wbox_callback;
 153         spu->stop_callback = spufs_stop_callback;
 154         spu->mfc_callback = spufs_mfc_callback;
 155         spu->dma_callback = spufs_dma_callback;
 156         mb();
 157         spu_unmap_mappings(ctx);
 158         spu_restore(&ctx->csa, spu);
 159         spu->timestamp = jiffies;
 160         spu_cpu_affinity_set(spu, raw_smp_processor_id());
 161         spu_switch_notify(spu, ctx);
 162         spu_add_to_active_list(spu);
 163         ctx->state = SPU_STATE_RUNNABLE;
 164 }
 165
 166 /**
 167  * spu_unbind_context - unbind spu context from physical spu
 168  * @spu:        physical spu to unbind from
 169  * @ctx:        context to unbind
 170  *
 171  * If the spu was on the active list the function returns 1, else 0.
 172  */
 173 static int spu_unbind_context(struct spu *spu, struct spu_context *ctx)
 174 {
 175         int was_active = spu_remove_from_active_list(spu);
 176
 177         pr_debug("%s: unbind pid=%d SPU=%d NODE=%d\n", __FUNCTION__,
 178                  spu->pid, spu->number, spu->node);
 179
 180         spu_switch_notify(spu, NULL);
 181         spu_unmap_mappings(ctx);
 182         spu_save(&ctx->csa, spu);
 183         spu->timestamp = jiffies;
 184         ctx->state = SPU_STATE_SAVED;
 185         spu->ibox_callback = NULL;
 186         spu->wbox_callback = NULL;
 187         spu->stop_callback = NULL;
 188         spu->mfc_callback = NULL;
 189         spu->dma_callback = NULL;
 190         spu->mm = NULL;
 191         spu->pid = 0;
 192         ctx->ops = &spu_backing_ops;
 193         ctx->spu = NULL;
 194         spu->flags = 0;
 195         spu->ctx = NULL;
 196
 197         return was_active;
 198 }
 199
 200 /**
 201  * spu_add_to_rq - add a context to the runqueue
 202  * @ctx:       context to add
 203  */
 204 static void spu_add_to_rq(struct spu_context *ctx)
 205 {
 206         spin_lock(&spu_prio->runq_lock);
 207         list_add_tail(&ctx->rq, &spu_prio->runq[ctx->prio]);
 208         set_bit(ctx->prio, spu_prio->bitmap);
 209         spin_unlock(&spu_prio->runq_lock);
 210 }
 211
 212 /**
 213  * spu_del_from_rq - remove a context from the runqueue
 214  * @ctx:       context to remove
 215  */
 216 static void spu_del_from_rq(struct spu_context *ctx)
 217 {
 218         spin_lock(&spu_prio->runq_lock);
 219         list_del_init(&ctx->rq);
 220         if (list_empty(&spu_prio->runq[ctx->prio]))
 221                 clear_bit(ctx->prio, spu_prio->bitmap);
 222         spin_unlock(&spu_prio->runq_lock);
 223 }
 224
 225 /**
 226  * spu_grab_context - remove one context from the runqueue
 227  * @prio:      priority of the context to be removed
 228  *
 229  * This function removes one context from the runqueue for priority @prio.
 230  * If there is more than one context with the given priority the first
 231  * task on the runqueue will be taken.
 232  *
 233  * Returns the spu_context it just removed.
 234  *
 235  * Must be called with spu_prio->runq_lock held.
 236  */
 237 static struct spu_context *spu_grab_context(int prio)
 238 {
 239         struct list_head *rq = &spu_prio->runq[prio];
 240
 241         if (list_empty(rq))
 242                 return NULL;
 243         return list_entry(rq->next, struct spu_context, rq);
 244 }
 245
 246 static void spu_prio_wait(struct spu_context *ctx)
 247 {
 248         DEFINE_WAIT(wait);
 249
 250         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->stop_wq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
 251
 252         if (!signal_pending(current)) {
 253                 mutex_unlock(&ctx->state_mutex);
 254                 schedule();
 255                 mutex_lock(&ctx->state_mutex);
 256         }
 257         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 258         remove_wait_queue(&ctx->stop_wq, &wait);
 259 }
 260
 261 /**
 262  * spu_reschedule - try to find a runnable context for a spu
 263  * @spu:       spu available
 264  *
 265  * This function is called whenever a spu becomes idle.  It looks for the
 266  * most suitable runnable spu context and schedules it for execution.
 267  */
 268 static void spu_reschedule(struct spu *spu)
 269 {
 270         int best;
 271
 272         spu_free(spu);
 273
 274         spin_lock(&spu_prio->runq_lock);
 275         best = sched_find_first_bit(spu_prio->bitmap);
 276         if (best < MAX_PRIO) {
 277                 struct spu_context *ctx = spu_grab_context(best);
 278                 if (ctx)
 279                         wake_up(&ctx->stop_wq);
 280         }
 281         spin_unlock(&spu_prio->runq_lock);
 282 }
 283
 284 static struct spu *spu_get_idle(struct spu_context *ctx)
 285 {
 286         struct spu *spu = NULL;
 287         int node = cpu_to_node(raw_smp_processor_id());
 288         int n;
 289
 290         for (n = 0; n < MAX_NUMNODES; n++, node++) {
 291                 node = (node < MAX_NUMNODES) ? node : 0;
 292                 if (!node_allowed(node))
 293                         continue;
 294                 spu = spu_alloc_node(node);
 295                 if (spu)
 296                         break;
 297         }
 298         return spu;
 299 }
 300
 301 /* The three externally callable interfaces
 302  * for the scheduler begin here.
 303  *
 304  *      spu_activate    - bind a context to SPU, waiting as needed.
 305  *      spu_deactivate  - unbind a context from its SPU.
 306  *      spu_yield       - yield an SPU if others are waiting.
 307  */
 308
 309 /**
 310  * spu_activate - find a free spu for a context and execute it
 311  * @ctx:        spu context to schedule
 312  * @flags:      flags (currently ignored)
 313  *
 314  * Tries to find a free spu to run @ctx.  If no free spu is availble
 315  * add the context to the runqueue so it gets woken up once an spu
 316  * is available.
 317  */
 318 int spu_activate(struct spu_context *ctx, u64 flags)
 319 {
 320
 321         if (ctx->spu)
 322                 return 0;
 323
 324         do {
 325                 struct spu *spu;
 326
 327                 spu = spu_get_idle(ctx);
 328                 if (spu) {
 329                         spu_bind_context(spu, ctx);
 330                         return 0;
 331                 }
 332
 333                 spu_add_to_rq(ctx);
 334                 spu_prio_wait(ctx);
 335                 spu_del_from_rq(ctx);
 336         } while (!signal_pending(current));
 337
 338         return -ERESTARTSYS;
 339 }
 340
 341 void spu_deactivate(struct spu_context *ctx)
 342 {
 343         struct spu *spu;
 344         int was_active;
 345
 346         spu = ctx->spu;
 347         if (!spu)
 348                 return;
 349         was_active = spu_unbind_context(spu, ctx);
 350         if (was_active)
 351                 spu_reschedule(spu);
 352 }
 353
 354 void spu_yield(struct spu_context *ctx)
 355 {
 356         struct spu *spu;
 357         int need_yield = 0;
 358
 359         if (mutex_trylock(&ctx->state_mutex)) {
 360                 if ((spu = ctx->spu) != NULL) {
 361                         int best = sched_find_first_bit(spu_prio->bitmap);
 362                         if (best < MAX_PRIO) {
 363                                 pr_debug("%s: yielding SPU %d NODE %d\n",
 364                                          __FUNCTION__, spu->number, spu->node);
 365                                 spu_deactivate(ctx);
 366                                 need_yield = 1;
 367                         }
 368                 }
 369                 mutex_unlock(&ctx->state_mutex);
 370         }
 371         if (unlikely(need_yield))
 372                 yield();
 373 }
 374
 375 int __init spu_sched_init(void)
 376 {
 377         int i;
 378
 379         spu_prio = kzalloc(sizeof(struct spu_prio_array), GFP_KERNEL);
 380         if (!spu_prio) {
 381                 printk(KERN_WARNING "%s: Unable to allocate priority queue.\n",
 382                        __FUNCTION__);
 383                 return 1;
 384         }
 385         for (i = 0; i < MAX_PRIO; i++) {
 386                 INIT_LIST_HEAD(&spu_prio->runq[i]);
 387                 __clear_bit(i, spu_prio->bitmap);
 388         }
 389         __set_bit(MAX_PRIO, spu_prio->bitmap);
 390         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
 391                 mutex_init(&spu_prio->active_mutex[i]);
 392                 INIT_LIST_HEAD(&spu_prio->active_list[i]);
 393         }
 394         spin_lock_init(&spu_prio->runq_lock);
 395         return 0;
 396 }
 397
 398 void __exit spu_sched_exit(void)
 399 {
 400         struct spu *spu, *tmp;
 401         int node;
 402
 403         for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node++) {
 404                 mutex_lock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 405                 list_for_each_entry_safe(spu, tmp, &spu_prio->active_list[node],
 406                                          list) {
 407                         list_del_init(&spu->list);
 408                         spu_free(spu);
 409                 }
 410                 mutex_unlock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 411         }
 412         kfree(spu_prio);
 413 }