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 static void spu_remove_from_active_list(struct spu *spu)
  88 {
  89         int node = spu->node;
  90
  91         mutex_lock(&spu_prio->active_mutex[node]);
  92         list_del_init(&spu->list);
  93         mutex_unlock(&spu_prio->active_mutex[node]);
  94 }
  95
  96 static inline void mm_needs_global_tlbie(struct mm_struct *mm)
  97 {
  98         int nr = (NR_CPUS > 1) ? NR_CPUS : NR_CPUS + 1;
  99
 100         /* Global TLBIE broadcast required with SPEs. */
 101         __cpus_setall(&mm->cpu_vm_mask, nr);
 102 }
 103
 104 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(spu_switch_notifier);
 105
 106 static void spu_switch_notify(struct spu *spu, struct spu_context *ctx)
 107 {
 108         blocking_notifier_call_chain(&spu_switch_notifier,
 109                             ctx ? ctx->object_id : 0, spu);
 110 }
 111
 112 int spu_switch_event_register(struct notifier_block * n)
 113 {
 114         return blocking_notifier_chain_register(&spu_switch_notifier, n);
 115 }
 116
 117 int spu_switch_event_unregister(struct notifier_block * n)
 118 {
 119         return blocking_notifier_chain_unregister(&spu_switch_notifier, n);
 120 }
 121
 122 /**
 123  * spu_bind_context - bind spu context to physical spu
 124  * @spu:        physical spu to bind to
 125  * @ctx:        context to bind
 126  */
 127 static void spu_bind_context(struct spu *spu, struct spu_context *ctx)
 128 {
 129         pr_debug("%s: pid=%d SPU=%d NODE=%d\n", __FUNCTION__, current->pid,
 130                  spu->number, spu->node);
 131         spu->ctx = ctx;
 132         spu->flags = 0;
 133         ctx->spu = spu;
 134         ctx->ops = &spu_hw_ops;
 135         spu->pid = current->pid;
 136         spu->mm = ctx->owner;
 137         mm_needs_global_tlbie(spu->mm);
 138         spu->ibox_callback = spufs_ibox_callback;
 139         spu->wbox_callback = spufs_wbox_callback;
 140         spu->stop_callback = spufs_stop_callback;
 141         spu->mfc_callback = spufs_mfc_callback;
 142         spu->dma_callback = spufs_dma_callback;
 143         mb();
 144         spu_unmap_mappings(ctx);
 145         spu_restore(&ctx->csa, spu);
 146         spu->timestamp = jiffies;
 147         spu_cpu_affinity_set(spu, raw_smp_processor_id());
 148         spu_switch_notify(spu, ctx);
 149         spu_add_to_active_list(spu);
 150         ctx->state = SPU_STATE_RUNNABLE;
 151 }
 152
 153 /**
 154  * spu_unbind_context - unbind spu context from physical spu
 155  * @spu:        physical spu to unbind from
 156  * @ctx:        context to unbind
 157  */
 158 static void spu_unbind_context(struct spu *spu, struct spu_context *ctx)
 159 {
 160         pr_debug("%s: unbind pid=%d SPU=%d NODE=%d\n", __FUNCTION__,
 161                  spu->pid, spu->number, spu->node);
 162
 163         spu_remove_from_active_list(spu);
 164         spu_switch_notify(spu, NULL);
 165         spu_unmap_mappings(ctx);
 166         spu_save(&ctx->csa, spu);
 167         spu->timestamp = jiffies;
 168         ctx->state = SPU_STATE_SAVED;
 169         spu->ibox_callback = NULL;
 170         spu->wbox_callback = NULL;
 171         spu->stop_callback = NULL;
 172         spu->mfc_callback = NULL;
 173         spu->dma_callback = NULL;
 174         spu->mm = NULL;
 175         spu->pid = 0;
 176         ctx->ops = &spu_backing_ops;
 177         ctx->spu = NULL;
 178         spu->flags = 0;
 179         spu->ctx = NULL;
 180 }
 181
 182 /**
 183  * spu_add_to_rq - add a context to the runqueue
 184  * @ctx:       context to add
 185  */
 186 static void spu_add_to_rq(struct spu_context *ctx)
 187 {
 188         spin_lock(&spu_prio->runq_lock);
 189         list_add_tail(&ctx->rq, &spu_prio->runq[ctx->prio]);
 190         set_bit(ctx->prio, spu_prio->bitmap);
 191         spin_unlock(&spu_prio->runq_lock);
 192 }
 193
 194 /**
 195  * spu_del_from_rq - remove a context from the runqueue
 196  * @ctx:       context to remove
 197  */
 198 static void spu_del_from_rq(struct spu_context *ctx)
 199 {
 200         spin_lock(&spu_prio->runq_lock);
 201         list_del_init(&ctx->rq);
 202         if (list_empty(&spu_prio->runq[ctx->prio]))
 203                 clear_bit(ctx->prio, spu_prio->bitmap);
 204         spin_unlock(&spu_prio->runq_lock);
 205 }
 206
 207 /**
 208  * spu_grab_context - remove one context from the runqueue
 209  * @prio:      priority of the context to be removed
 210  *
 211  * This function removes one context from the runqueue for priority @prio.
 212  * If there is more than one context with the given priority the first
 213  * task on the runqueue will be taken.
 214  *
 215  * Returns the spu_context it just removed.
 216  *
 217  * Must be called with spu_prio->runq_lock held.
 218  */
 219 static struct spu_context *spu_grab_context(int prio)
 220 {
 221         struct list_head *rq = &spu_prio->runq[prio];
 222
 223         if (list_empty(rq))
 224                 return NULL;
 225         return list_entry(rq->next, struct spu_context, rq);
 226 }
 227
 228 static void spu_prio_wait(struct spu_context *ctx)
 229 {
 230         DEFINE_WAIT(wait);
 231
 232         set_bit(SPU_SCHED_WAKE, &ctx->sched_flags);
 233         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->stop_wq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
 234         if (!signal_pending(current)) {
 235                 mutex_unlock(&ctx->state_mutex);
 236                 schedule();
 237                 mutex_lock(&ctx->state_mutex);
 238         }
 239         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 240         remove_wait_queue(&ctx->stop_wq, &wait);
 241         clear_bit(SPU_SCHED_WAKE, &ctx->sched_flags);
 242 }
 243
 244 /**
 245  * spu_reschedule - try to find a runnable context for a spu
 246  * @spu:       spu available
 247  *
 248  * This function is called whenever a spu becomes idle.  It looks for the
 249  * most suitable runnable spu context and schedules it for execution.
 250  */
 251 static void spu_reschedule(struct spu *spu)
 252 {
 253         int best;
 254
 255         spu_free(spu);
 256
 257         spin_lock(&spu_prio->runq_lock);
 258         best = sched_find_first_bit(spu_prio->bitmap);
 259         if (best < MAX_PRIO) {
 260                 struct spu_context *ctx = spu_grab_context(best);
 261                 if (ctx && test_bit(SPU_SCHED_WAKE, &ctx->sched_flags))
 262                         wake_up(&ctx->stop_wq);
 263         }
 264         spin_unlock(&spu_prio->runq_lock);
 265 }
 266
 267 static struct spu *spu_get_idle(struct spu_context *ctx)
 268 {
 269         struct spu *spu = NULL;
 270         int node = cpu_to_node(raw_smp_processor_id());
 271         int n;
 272
 273         for (n = 0; n < MAX_NUMNODES; n++, node++) {
 274                 node = (node < MAX_NUMNODES) ? node : 0;
 275                 if (!node_allowed(node))
 276                         continue;
 277                 spu = spu_alloc_node(node);
 278                 if (spu)
 279                         break;
 280         }
 281         return spu;
 282 }
 283
 284 /**
 285  * spu_activate - find a free spu for a context and execute it
 286  * @ctx:        spu context to schedule
 287  * @flags:      flags (currently ignored)
 288  *
 289  * Tries to find a free spu to run @ctx.  If no free spu is availble
 290  * add the context to the runqueue so it gets woken up once an spu
 291  * is available.
 292  */
 293 int spu_activate(struct spu_context *ctx, unsigned long flags)
 294 {
 295
 296         if (ctx->spu)
 297                 return 0;
 298
 299         do {
 300                 struct spu *spu;
 301
 302                 spu = spu_get_idle(ctx);
 303                 if (spu) {
 304                         spu_bind_context(spu, ctx);
 305                         return 0;
 306                 }
 307
 308                 spu_add_to_rq(ctx);
 309                 if (!(flags & SPU_ACTIVATE_NOWAKE))
 310                         spu_prio_wait(ctx);
 311                 spu_del_from_rq(ctx);
 312         } while (!signal_pending(current));
 313
 314         return -ERESTARTSYS;
 315 }
 316
 317 /**
 318  * spu_deactivate - unbind a context from it's physical spu
 319  * @ctx:        spu context to unbind
 320  *
 321  * Unbind @ctx from the physical spu it is running on and schedule
 322  * the highest priority context to run on the freed physical spu.
 323  */
 324 void spu_deactivate(struct spu_context *ctx)
 325 {
 326         struct spu *spu = ctx->spu;
 327
 328         if (spu) {
 329                 spu_unbind_context(spu, ctx);
 330                 spu_reschedule(spu);
 331         }
 332 }
 333
 334 /**
 335  * spu_yield -  yield a physical spu if others are waiting
 336  * @ctx:        spu context to yield
 337  *
 338  * Check if there is a higher priority context waiting and if yes
 339  * unbind @ctx from the physical spu and schedule the highest
 340  * priority context to run on the freed physical spu instead.
 341  */
 342 void spu_yield(struct spu_context *ctx)
 343 {
 344         struct spu *spu;
 345         int need_yield = 0;
 346
 347         if (mutex_trylock(&ctx->state_mutex)) {
 348                 if ((spu = ctx->spu) != NULL) {
 349                         int best = sched_find_first_bit(spu_prio->bitmap);
 350                         if (best < MAX_PRIO) {
 351                                 pr_debug("%s: yielding SPU %d NODE %d\n",
 352                                          __FUNCTION__, spu->number, spu->node);
 353                                 spu_deactivate(ctx);
 354                                 need_yield = 1;
 355                         }
 356                 }
 357                 mutex_unlock(&ctx->state_mutex);
 358         }
 359         if (unlikely(need_yield))
 360                 yield();
 361 }
 362
 363 int __init spu_sched_init(void)
 364 {
 365         int i;
 366
 367         spu_prio = kzalloc(sizeof(struct spu_prio_array), GFP_KERNEL);
 368         if (!spu_prio) {
 369                 printk(KERN_WARNING "%s: Unable to allocate priority queue.\n",
 370                        __FUNCTION__);
 371                 return 1;
 372         }
 373         for (i = 0; i < MAX_PRIO; i++) {
 374                 INIT_LIST_HEAD(&spu_prio->runq[i]);
 375                 __clear_bit(i, spu_prio->bitmap);
 376         }
 377         __set_bit(MAX_PRIO, spu_prio->bitmap);
 378         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
 379                 mutex_init(&spu_prio->active_mutex[i]);
 380                 INIT_LIST_HEAD(&spu_prio->active_list[i]);
 381         }
 382         spin_lock_init(&spu_prio->runq_lock);
 383         return 0;
 384 }
 385
 386 void __exit spu_sched_exit(void)
 387 {
 388         struct spu *spu, *tmp;
 389         int node;
 390
 391         for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node++) {
 392                 mutex_lock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 393                 list_for_each_entry_safe(spu, tmp, &spu_prio->active_list[node],
 394                                          list) {
 395                         list_del_init(&spu->list);
 396                         spu_free(spu);
 397                 }
 398                 mutex_unlock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 399         }
 400         kfree(spu_prio);
 401 }