SAFE public projects git trees. - safe/jmp/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/stddef.h>
  34 #include <linux/unistd.h>
  35 #include <linux/numa.h>
  36 #include <linux/mutex.h>
  37 #include <linux/notifier.h>
  38 #include <linux/kthread.h>
  39 #include <linux/pid_namespace.h>
  40 #include <linux/proc_fs.h>
  41 #include <linux/seq_file.h>
  42
  43 #include <asm/io.h>
  44 #include <asm/mmu_context.h>
  45 #include <asm/spu.h>
  46 #include <asm/spu_csa.h>
  47 #include <asm/spu_priv1.h>
  48 #include "spufs.h"
  49
  50 struct spu_prio_array {
  51         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_PRIO);
  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         int nr_active[MAX_NUMNODES];
  57         int nr_waiting;
  58 };
  59
  60 static unsigned long spu_avenrun[3];
  61 static struct spu_prio_array *spu_prio;
  62 static struct task_struct *spusched_task;
  63 static struct timer_list spusched_timer;
  64
  65 /*
  66  * Priority of a normal, non-rt, non-niced'd process (aka nice level 0).
  67  */
  68 #define NORMAL_PRIO             120
  69
  70 /*
  71  * Frequency of the spu scheduler tick.  By default we do one SPU scheduler
  72  * tick for every 10 CPU scheduler ticks.
  73  */
  74 #define SPUSCHED_TICK           (10)
  75
  76 /*
  77  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
  78  *
  79  * Minimum timeslice is 5 msecs (or 1 spu scheduler tick, whichever is
  80  * larger), default timeslice is 100 msecs, maximum timeslice is 800 msecs.
  81  */
  82 #define MIN_SPU_TIMESLICE       max(5 * HZ / (1000 * SPUSCHED_TICK), 1)
  83 #define DEF_SPU_TIMESLICE       (100 * HZ / (1000 * SPUSCHED_TICK))
  84
  85 #define MAX_USER_PRIO           (MAX_PRIO - MAX_RT_PRIO)
  86 #define SCALE_PRIO(x, prio) \
  87         max(x * (MAX_PRIO - prio) / (MAX_USER_PRIO / 2), MIN_SPU_TIMESLICE)
  88
  89 /*
  90  * scale user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ] to time slice values:
  91  * [800ms ... 100ms ... 5ms]
  92  *
  93  * The higher a thread's priority, the bigger timeslices
  94  * it gets during one round of execution. But even the lowest
  95  * priority thread gets MIN_TIMESLICE worth of execution time.
  96  */
  97 void spu_set_timeslice(struct spu_context *ctx)
  98 {
  99         if (ctx->prio < NORMAL_PRIO)
 100                 ctx->time_slice = SCALE_PRIO(DEF_SPU_TIMESLICE * 4, ctx->prio);
 101         else
 102                 ctx->time_slice = SCALE_PRIO(DEF_SPU_TIMESLICE, ctx->prio);
 103 }
 104
 105 /*
 106  * Update scheduling information from the owning thread.
 107  */
 108 void __spu_update_sched_info(struct spu_context *ctx)
 109 {
 110         /*
 111          * 32-Bit assignment are atomic on powerpc, and we don't care about
 112          * memory ordering here because retriving the controlling thread is
 113          * per defintion racy.
 114          */
 115         ctx->tid = current->pid;
 116
 117         /*
 118          * We do our own priority calculations, so we normally want
 119          * ->static_prio to start with. Unfortunately thies field
 120          * contains junk for threads with a realtime scheduling
 121          * policy so we have to look at ->prio in this case.
 122          */
 123         if (rt_prio(current->prio))
 124                 ctx->prio = current->prio;
 125         else
 126                 ctx->prio = current->static_prio;
 127         ctx->policy = current->policy;
 128
 129         /*
 130          * A lot of places that don't hold active_mutex poke into
 131          * cpus_allowed, including grab_runnable_context which
 132          * already holds the runq_lock.  So abuse runq_lock
 133          * to protect this field aswell.
 134          */
 135         spin_lock(&spu_prio->runq_lock);
 136         ctx->cpus_allowed = current->cpus_allowed;
 137         spin_unlock(&spu_prio->runq_lock);
 138 }
 139
 140 void spu_update_sched_info(struct spu_context *ctx)
 141 {
 142         int node = ctx->spu->node;
 143
 144         mutex_lock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 145         __spu_update_sched_info(ctx);
 146         mutex_unlock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 147 }
 148
 149 static int __node_allowed(struct spu_context *ctx, int node)
 150 {
 151         if (nr_cpus_node(node)) {
 152                 cpumask_t mask = node_to_cpumask(node);
 153
 154                 if (cpus_intersects(mask, ctx->cpus_allowed))
 155                         return 1;
 156         }
 157
 158         return 0;
 159 }
 160
 161 static int node_allowed(struct spu_context *ctx, int node)
 162 {
 163         int rval;
 164
 165         spin_lock(&spu_prio->runq_lock);
 166         rval = __node_allowed(ctx, node);
 167         spin_unlock(&spu_prio->runq_lock);
 168
 169         return rval;
 170 }
 171
 172 /**
 173  * spu_add_to_active_list - add spu to active list
 174  * @spu:        spu to add to the active list
 175  */
 176 static void spu_add_to_active_list(struct spu *spu)
 177 {
 178         int node = spu->node;
 179
 180         mutex_lock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 181         spu_prio->nr_active[node]++;
 182         list_add_tail(&spu->list, &spu_prio->active_list[node]);
 183         mutex_unlock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 184 }
 185
 186 static void __spu_remove_from_active_list(struct spu *spu)
 187 {
 188         list_del_init(&spu->list);
 189         spu_prio->nr_active[spu->node]--;
 190 }
 191
 192 /**
 193  * spu_remove_from_active_list - remove spu from active list
 194  * @spu:       spu to remove from the active list
 195  */
 196 static void spu_remove_from_active_list(struct spu *spu)
 197 {
 198         int node = spu->node;
 199
 200         mutex_lock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 201         __spu_remove_from_active_list(spu);
 202         mutex_unlock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 203 }
 204
 205 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(spu_switch_notifier);
 206
 207 void spu_switch_notify(struct spu *spu, struct spu_context *ctx)
 208 {
 209         blocking_notifier_call_chain(&spu_switch_notifier,
 210                             ctx ? ctx->object_id : 0, spu);
 211 }
 212
 213 static void notify_spus_active(void)
 214 {
 215         int node;
 216
 217         /*
 218          * Wake up the active spu_contexts.
 219          *
 220          * When the awakened processes see their "notify_active" flag is set,
 221          * they will call spu_switch_notify();
 222          */
 223         for_each_online_node(node) {
 224                 struct spu *spu;
 225                 mutex_lock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 226                 list_for_each_entry(spu, &spu_prio->active_list[node], list) {
 227                         struct spu_context *ctx = spu->ctx;
 228                         set_bit(SPU_SCHED_NOTIFY_ACTIVE, &ctx->sched_flags);
 229                         mb();   /* make sure any tasks woken up below */
 230                                 /* can see the bit(s) set above */
 231                         wake_up_all(&ctx->stop_wq);
 232                 }
 233                 mutex_unlock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 234         }
 235 }
 236
 237 int spu_switch_event_register(struct notifier_block * n)
 238 {
 239         int ret;
 240         ret = blocking_notifier_chain_register(&spu_switch_notifier, n);
 241         if (!ret)
 242                 notify_spus_active();
 243         return ret;
 244 }
 245 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_switch_event_register);
 246
 247 int spu_switch_event_unregister(struct notifier_block * n)
 248 {
 249         return blocking_notifier_chain_unregister(&spu_switch_notifier, n);
 250 }
 251 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_switch_event_unregister);
 252
 253 /**
 254  * spu_bind_context - bind spu context to physical spu
 255  * @spu:        physical spu to bind to
 256  * @ctx:        context to bind
 257  */
 258 static void spu_bind_context(struct spu *spu, struct spu_context *ctx)
 259 {
 260         pr_debug("%s: pid=%d SPU=%d NODE=%d\n", __FUNCTION__, current->pid,
 261                  spu->number, spu->node);
 262         spuctx_switch_state(ctx, SPU_UTIL_SYSTEM);
 263
 264         if (ctx->flags & SPU_CREATE_NOSCHED)
 265                 atomic_inc(&cbe_spu_info[spu->node].reserved_spus);
 266         if (!list_empty(&ctx->aff_list))
 267                 atomic_inc(&ctx->gang->aff_sched_count);
 268
 269         ctx->stats.slb_flt_base = spu->stats.slb_flt;
 270         ctx->stats.class2_intr_base = spu->stats.class2_intr;
 271
 272         spu->ctx = ctx;
 273         spu->flags = 0;
 274         ctx->spu = spu;
 275         ctx->ops = &spu_hw_ops;
 276         spu->pid = current->pid;
 277         spu->tgid = current->tgid;
 278         spu_associate_mm(spu, ctx->owner);
 279         spu->ibox_callback = spufs_ibox_callback;
 280         spu->wbox_callback = spufs_wbox_callback;
 281         spu->stop_callback = spufs_stop_callback;
 282         spu->mfc_callback = spufs_mfc_callback;
 283         spu->dma_callback = spufs_dma_callback;
 284         mb();
 285         spu_unmap_mappings(ctx);
 286         spu_restore(&ctx->csa, spu);
 287         spu->timestamp = jiffies;
 288         spu_cpu_affinity_set(spu, raw_smp_processor_id());
 289         spu_switch_notify(spu, ctx);
 290         ctx->state = SPU_STATE_RUNNABLE;
 291
 292         spuctx_switch_state(ctx, SPU_UTIL_IDLE_LOADED);
 293 }
 294
 295 /*
 296  * XXX(hch): needs locking.
 297  */
 298 static inline int sched_spu(struct spu *spu)
 299 {
 300         return (!spu->ctx || !(spu->ctx->flags & SPU_CREATE_NOSCHED));
 301 }
 302
 303 static void aff_merge_remaining_ctxs(struct spu_gang *gang)
 304 {
 305         struct spu_context *ctx;
 306
 307         list_for_each_entry(ctx, &gang->aff_list_head, aff_list) {
 308                 if (list_empty(&ctx->aff_list))
 309                         list_add(&ctx->aff_list, &gang->aff_list_head);
 310         }
 311         gang->aff_flags |= AFF_MERGED;
 312 }
 313
 314 static void aff_set_offsets(struct spu_gang *gang)
 315 {
 316         struct spu_context *ctx;
 317         int offset;
 318
 319         offset = -1;
 320         list_for_each_entry_reverse(ctx, &gang->aff_ref_ctx->aff_list,
 321                                                                 aff_list) {
 322                 if (&ctx->aff_list == &gang->aff_list_head)
 323                         break;
 324                 ctx->aff_offset = offset--;
 325         }
 326
 327         offset = 0;
 328         list_for_each_entry(ctx, gang->aff_ref_ctx->aff_list.prev, aff_list) {
 329                 if (&ctx->aff_list == &gang->aff_list_head)
 330                         break;
 331                 ctx->aff_offset = offset++;
 332         }
 333
 334         gang->aff_flags |= AFF_OFFSETS_SET;
 335 }
 336
 337 static struct spu *aff_ref_location(struct spu_context *ctx, int mem_aff,
 338                  int group_size, int lowest_offset)
 339 {
 340         struct spu *spu;
 341         int node, n;
 342
 343         /*
 344          * TODO: A better algorithm could be used to find a good spu to be
 345          *       used as reference location for the ctxs chain.
 346          */
 347         node = cpu_to_node(raw_smp_processor_id());
 348         for (n = 0; n < MAX_NUMNODES; n++, node++) {
 349                 node = (node < MAX_NUMNODES) ? node : 0;
 350                 if (!node_allowed(ctx, node))
 351                         continue;
 352                 list_for_each_entry(spu, &cbe_spu_info[node].spus, cbe_list) {
 353                         if ((!mem_aff || spu->has_mem_affinity) &&
 354                                                         sched_spu(spu))
 355                                 return spu;
 356                 }
 357         }
 358         return NULL;
 359 }
 360
 361 static void aff_set_ref_point_location(struct spu_gang *gang)
 362 {
 363         int mem_aff, gs, lowest_offset;
 364         struct spu_context *ctx;
 365         struct spu *tmp;
 366
 367         mem_aff = gang->aff_ref_ctx->flags & SPU_CREATE_AFFINITY_MEM;
 368         lowest_offset = 0;
 369         gs = 0;
 370
 371         list_for_each_entry(tmp, &gang->aff_list_head, aff_list)
 372                 gs++;
 373
 374         list_for_each_entry_reverse(ctx, &gang->aff_ref_ctx->aff_list,
 375                                                                 aff_list) {
 376                 if (&ctx->aff_list == &gang->aff_list_head)
 377                         break;
 378                 lowest_offset = ctx->aff_offset;
 379         }
 380
 381         gang->aff_ref_spu = aff_ref_location(ctx, mem_aff, gs, lowest_offset);
 382 }
 383
 384 static struct spu *ctx_location(struct spu *ref, int offset)
 385 {
 386         struct spu *spu;
 387
 388         spu = NULL;
 389         if (offset >= 0) {
 390                 list_for_each_entry(spu, ref->aff_list.prev, aff_list) {
 391                         if (offset == 0)
 392                                 break;
 393                         if (sched_spu(spu))
 394                                 offset--;
 395                 }
 396         } else {
 397                 list_for_each_entry_reverse(spu, ref->aff_list.next, aff_list) {
 398                         if (offset == 0)
 399                                 break;
 400                         if (sched_spu(spu))
 401                                 offset++;
 402                 }
 403         }
 404         return spu;
 405 }
 406
 407 /*
 408  * affinity_check is called each time a context is going to be scheduled.
 409  * It returns the spu ptr on which the context must run.
 410  */
 411 struct spu *affinity_check(struct spu_context *ctx)
 412 {
 413         struct spu_gang *gang;
 414
 415         if (list_empty(&ctx->aff_list))
 416                 return NULL;
 417         gang = ctx->gang;
 418         mutex_lock(&gang->aff_mutex);
 419         if (!gang->aff_ref_spu) {
 420                 if (!(gang->aff_flags & AFF_MERGED))
 421                         aff_merge_remaining_ctxs(gang);
 422                 if (!(gang->aff_flags & AFF_OFFSETS_SET))
 423                         aff_set_offsets(gang);
 424                 aff_set_ref_point_location(gang);
 425         }
 426         mutex_unlock(&gang->aff_mutex);
 427         if (!gang->aff_ref_spu)
 428                 return NULL;
 429         return ctx_location(gang->aff_ref_spu, ctx->aff_offset);
 430 }
 431
 432 /**
 433  * spu_unbind_context - unbind spu context from physical spu
 434  * @spu:        physical spu to unbind from
 435  * @ctx:        context to unbind
 436  */
 437 static void spu_unbind_context(struct spu *spu, struct spu_context *ctx)
 438 {
 439         pr_debug("%s: unbind pid=%d SPU=%d NODE=%d\n", __FUNCTION__,
 440                  spu->pid, spu->number, spu->node);
 441         spuctx_switch_state(ctx, SPU_UTIL_SYSTEM);
 442
 443         if (spu->ctx->flags & SPU_CREATE_NOSCHED)
 444                 atomic_dec(&cbe_spu_info[spu->node].reserved_spus);
 445         if (!list_empty(&ctx->aff_list))
 446                 if (atomic_dec_and_test(&ctx->gang->aff_sched_count))
 447                         ctx->gang->aff_ref_spu = NULL;
 448         spu_switch_notify(spu, NULL);
 449         spu_unmap_mappings(ctx);
 450         spu_save(&ctx->csa, spu);
 451         spu->timestamp = jiffies;
 452         ctx->state = SPU_STATE_SAVED;
 453         spu->ibox_callback = NULL;
 454         spu->wbox_callback = NULL;
 455         spu->stop_callback = NULL;
 456         spu->mfc_callback = NULL;
 457         spu->dma_callback = NULL;
 458         spu_associate_mm(spu, NULL);
 459         spu->pid = 0;
 460         spu->tgid = 0;
 461         ctx->ops = &spu_backing_ops;
 462         spu->flags = 0;
 463         spu->ctx = NULL;
 464
 465         ctx->stats.slb_flt +=
 466                 (spu->stats.slb_flt - ctx->stats.slb_flt_base);
 467         ctx->stats.class2_intr +=
 468                 (spu->stats.class2_intr - ctx->stats.class2_intr_base);
 469
 470         /* This maps the underlying spu state to idle */
 471         spuctx_switch_state(ctx, SPU_UTIL_IDLE_LOADED);
 472         ctx->spu = NULL;
 473 }
 474
 475 /**
 476  * spu_add_to_rq - add a context to the runqueue
 477  * @ctx:       context to add
 478  */
 479 static void __spu_add_to_rq(struct spu_context *ctx)
 480 {
 481         /*
 482          * Unfortunately this code path can be called from multiple threads
 483          * on behalf of a single context due to the way the problem state
 484          * mmap support works.
 485          *
 486          * Fortunately we need to wake up all these threads at the same time
 487          * and can simply skip the runqueue addition for every but the first
 488          * thread getting into this codepath.
 489          *
 490          * It's still quite hacky, and long-term we should proxy all other
 491          * threads through the owner thread so that spu_run is in control
 492          * of all the scheduling activity for a given context.
 493          */
 494         if (list_empty(&ctx->rq)) {
 495                 list_add_tail(&ctx->rq, &spu_prio->runq[ctx->prio]);
 496                 set_bit(ctx->prio, spu_prio->bitmap);
 497                 if (!spu_prio->nr_waiting++)
 498                         __mod_timer(&spusched_timer, jiffies + SPUSCHED_TICK);
 499         }
 500 }
 501
 502 static void __spu_del_from_rq(struct spu_context *ctx)
 503 {
 504         int prio = ctx->prio;
 505
 506         if (!list_empty(&ctx->rq)) {
 507                 if (!--spu_prio->nr_waiting)
 508                         del_timer(&spusched_timer);
 509                 list_del_init(&ctx->rq);
 510
 511                 if (list_empty(&spu_prio->runq[prio]))
 512                         clear_bit(prio, spu_prio->bitmap);
 513         }
 514 }
 515
 516 static void spu_prio_wait(struct spu_context *ctx)
 517 {
 518         DEFINE_WAIT(wait);
 519
 520         spin_lock(&spu_prio->runq_lock);
 521         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->stop_wq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
 522         if (!signal_pending(current)) {
 523                 __spu_add_to_rq(ctx);
 524                 spin_unlock(&spu_prio->runq_lock);
 525                 mutex_unlock(&ctx->state_mutex);
 526                 schedule();
 527                 mutex_lock(&ctx->state_mutex);
 528                 spin_lock(&spu_prio->runq_lock);
 529                 __spu_del_from_rq(ctx);
 530         }
 531         spin_unlock(&spu_prio->runq_lock);
 532         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 533         remove_wait_queue(&ctx->stop_wq, &wait);
 534 }
 535
 536 static struct spu *spu_get_idle(struct spu_context *ctx)
 537 {
 538         struct spu *spu = NULL;
 539         int node = cpu_to_node(raw_smp_processor_id());
 540         int n;
 541
 542         spu = affinity_check(ctx);
 543         if (spu)
 544                 return spu_alloc_spu(spu);
 545
 546         for (n = 0; n < MAX_NUMNODES; n++, node++) {
 547                 node = (node < MAX_NUMNODES) ? node : 0;
 548                 if (!node_allowed(ctx, node))
 549                         continue;
 550                 spu = spu_alloc_node(node);
 551                 if (spu)
 552                         break;
 553         }
 554         return spu;
 555 }
 556
 557 /**
 558  * find_victim - find a lower priority context to preempt
 559  * @ctx:        canidate context for running
 560  *
 561  * Returns the freed physical spu to run the new context on.
 562  */
 563 static struct spu *find_victim(struct spu_context *ctx)
 564 {
 565         struct spu_context *victim = NULL;
 566         struct spu *spu;
 567         int node, n;
 568
 569         /*
 570          * Look for a possible preemption candidate on the local node first.
 571          * If there is no candidate look at the other nodes.  This isn't
 572          * exactly fair, but so far the whole spu schedule tries to keep
 573          * a strong node affinity.  We might want to fine-tune this in
 574          * the future.
 575          */
 576  restart:
 577         node = cpu_to_node(raw_smp_processor_id());
 578         for (n = 0; n < MAX_NUMNODES; n++, node++) {
 579                 node = (node < MAX_NUMNODES) ? node : 0;
 580                 if (!node_allowed(ctx, node))
 581                         continue;
 582
 583                 mutex_lock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 584                 list_for_each_entry(spu, &spu_prio->active_list[node], list) {
 585                         struct spu_context *tmp = spu->ctx;
 586
 587                         if (tmp->prio > ctx->prio &&
 588                             (!victim || tmp->prio > victim->prio))
 589                                 victim = spu->ctx;
 590                 }
 591                 mutex_unlock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 592
 593                 if (victim) {
 594                         /*
 595                          * This nests ctx->state_mutex, but we always lock
 596                          * higher priority contexts before lower priority
 597                          * ones, so this is safe until we introduce
 598                          * priority inheritance schemes.
 599                          */
 600                         if (!mutex_trylock(&victim->state_mutex)) {
 601                                 victim = NULL;
 602                                 goto restart;
 603                         }
 604
 605                         spu = victim->spu;
 606                         if (!spu) {
 607                                 /*
 608                                  * This race can happen because we've dropped
 609                                  * the active list mutex.  No a problem, just
 610                                  * restart the search.
 611                                  */
 612                                 mutex_unlock(&victim->state_mutex);
 613                                 victim = NULL;
 614                                 goto restart;
 615                         }
 616                         spu_remove_from_active_list(spu);
 617                         spu_unbind_context(spu, victim);
 618                         victim->stats.invol_ctx_switch++;
 619                         spu->stats.invol_ctx_switch++;
 620                         mutex_unlock(&victim->state_mutex);
 621                         /*
 622                          * We need to break out of the wait loop in spu_run
 623                          * manually to ensure this context gets put on the
 624                          * runqueue again ASAP.
 625                          */
 626                         wake_up(&victim->stop_wq);
 627                         return spu;
 628                 }
 629         }
 630
 631         return NULL;
 632 }
 633
 634 /**
 635  * spu_activate - find a free spu for a context and execute it
 636  * @ctx:        spu context to schedule
 637  * @flags:      flags (currently ignored)
 638  *
 639  * Tries to find a free spu to run @ctx.  If no free spu is available
 640  * add the context to the runqueue so it gets woken up once an spu
 641  * is available.
 642  */
 643 int spu_activate(struct spu_context *ctx, unsigned long flags)
 644 {
 645         do {
 646                 struct spu *spu;
 647
 648                 /*
 649                  * If there are multiple threads waiting for a single context
 650                  * only one actually binds the context while the others will
 651                  * only be able to acquire the state_mutex once the context
 652                  * already is in runnable state.
 653                  */
 654                 if (ctx->spu)
 655                         return 0;
 656
 657                 spu = spu_get_idle(ctx);
 658                 /*
 659                  * If this is a realtime thread we try to get it running by
 660                  * preempting a lower priority thread.
 661                  */
 662                 if (!spu && rt_prio(ctx->prio))
 663                         spu = find_victim(ctx);
 664                 if (spu) {
 665                         spu_bind_context(spu, ctx);
 666                         spu_add_to_active_list(spu);
 667                         return 0;
 668                 }
 669
 670                 spu_prio_wait(ctx);
 671         } while (!signal_pending(current));
 672
 673         return -ERESTARTSYS;
 674 }
 675
 676 /**
 677  * grab_runnable_context - try to find a runnable context
 678  *
 679  * Remove the highest priority context on the runqueue and return it
 680  * to the caller.  Returns %NULL if no runnable context was found.
 681  */
 682 static struct spu_context *grab_runnable_context(int prio, int node)
 683 {
 684         struct spu_context *ctx;
 685         int best;
 686
 687         spin_lock(&spu_prio->runq_lock);
 688         best = find_first_bit(spu_prio->bitmap, prio);
 689         while (best < prio) {
 690                 struct list_head *rq = &spu_prio->runq[best];
 691
 692                 list_for_each_entry(ctx, rq, rq) {
 693                         /* XXX(hch): check for affinity here aswell */
 694                         if (__node_allowed(ctx, node)) {
 695                                 __spu_del_from_rq(ctx);
 696                                 goto found;
 697                         }
 698                 }
 699                 best++;
 700         }
 701         ctx = NULL;
 702  found:
 703         spin_unlock(&spu_prio->runq_lock);
 704         return ctx;
 705 }
 706
 707 static int __spu_deactivate(struct spu_context *ctx, int force, int max_prio)
 708 {
 709         struct spu *spu = ctx->spu;
 710         struct spu_context *new = NULL;
 711
 712         if (spu) {
 713                 new = grab_runnable_context(max_prio, spu->node);
 714                 if (new || force) {
 715                         spu_remove_from_active_list(spu);
 716                         spu_unbind_context(spu, ctx);
 717                         ctx->stats.vol_ctx_switch++;
 718                         spu->stats.vol_ctx_switch++;
 719                         spu_free(spu);
 720                         if (new)
 721                                 wake_up(&new->stop_wq);
 722                 }
 723
 724         }
 725
 726         return new != NULL;
 727 }
 728
 729 /**
 730  * spu_deactivate - unbind a context from it's physical spu
 731  * @ctx:        spu context to unbind
 732  *
 733  * Unbind @ctx from the physical spu it is running on and schedule
 734  * the highest priority context to run on the freed physical spu.
 735  */
 736 void spu_deactivate(struct spu_context *ctx)
 737 {
 738         __spu_deactivate(ctx, 1, MAX_PRIO);
 739 }
 740
 741 /**
 742  * spu_yield -  yield a physical spu if others are waiting
 743  * @ctx:        spu context to yield
 744  *
 745  * Check if there is a higher priority context waiting and if yes
 746  * unbind @ctx from the physical spu and schedule the highest
 747  * priority context to run on the freed physical spu instead.
 748  */
 749 void spu_yield(struct spu_context *ctx)
 750 {
 751         if (!(ctx->flags & SPU_CREATE_NOSCHED)) {
 752                 mutex_lock(&ctx->state_mutex);
 753                 __spu_deactivate(ctx, 0, MAX_PRIO);
 754                 mutex_unlock(&ctx->state_mutex);
 755         }
 756 }
 757
 758 static void spusched_tick(struct spu_context *ctx)
 759 {
 760         if (ctx->flags & SPU_CREATE_NOSCHED)
 761                 return;
 762         if (ctx->policy == SCHED_FIFO)
 763                 return;
 764
 765         if (--ctx->time_slice)
 766                 return;
 767
 768         /*
 769          * Unfortunately active_mutex ranks outside of state_mutex, so
 770          * we have to trylock here.  If we fail give the context another
 771          * tick and try again.
 772          */
 773         if (mutex_trylock(&ctx->state_mutex)) {
 774                 struct spu *spu = ctx->spu;
 775                 struct spu_context *new;
 776
 777                 new = grab_runnable_context(ctx->prio + 1, spu->node);
 778                 if (new) {
 779
 780                         __spu_remove_from_active_list(spu);
 781                         spu_unbind_context(spu, ctx);
 782                         ctx->stats.invol_ctx_switch++;
 783                         spu->stats.invol_ctx_switch++;
 784                         spu_free(spu);
 785                         wake_up(&new->stop_wq);
 786                         /*
 787                          * We need to break out of the wait loop in
 788                          * spu_run manually to ensure this context
 789                          * gets put on the runqueue again ASAP.
 790                          */
 791                         wake_up(&ctx->stop_wq);
 792                 }
 793                 spu_set_timeslice(ctx);
 794                 mutex_unlock(&ctx->state_mutex);
 795         } else {
 796                 ctx->time_slice++;
 797         }
 798 }
 799
 800 /**
 801  * count_active_contexts - count nr of active tasks
 802  *
 803  * Return the number of tasks currently running or waiting to run.
 804  *
 805  * Note that we don't take runq_lock / active_mutex here.  Reading
 806  * a single 32bit value is atomic on powerpc, and we don't care
 807  * about memory ordering issues here.
 808  */
 809 static unsigned long count_active_contexts(void)
 810 {
 811         int nr_active = 0, node;
 812
 813         for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node++)
 814                 nr_active += spu_prio->nr_active[node];
 815         nr_active += spu_prio->nr_waiting;
 816
 817         return nr_active;
 818 }
 819
 820 /**
 821  * spu_calc_load - given tick count, update the avenrun load estimates.
 822  * @tick:       tick count
 823  *
 824  * No locking against reading these values from userspace, as for
 825  * the CPU loadavg code.
 826  */
 827 static void spu_calc_load(unsigned long ticks)
 828 {
 829         unsigned long active_tasks; /* fixed-point */
 830         static int count = LOAD_FREQ;
 831
 832         count -= ticks;
 833
 834         if (unlikely(count < 0)) {
 835                 active_tasks = count_active_contexts() * FIXED_1;
 836                 do {
 837                         CALC_LOAD(spu_avenrun[0], EXP_1, active_tasks);
 838                         CALC_LOAD(spu_avenrun[1], EXP_5, active_tasks);
 839                         CALC_LOAD(spu_avenrun[2], EXP_15, active_tasks);
 840                         count += LOAD_FREQ;
 841                 } while (count < 0);
 842         }
 843 }
 844
 845 static void spusched_wake(unsigned long data)
 846 {
 847         mod_timer(&spusched_timer, jiffies + SPUSCHED_TICK);
 848         wake_up_process(spusched_task);
 849         spu_calc_load(SPUSCHED_TICK);
 850 }
 851
 852 static int spusched_thread(void *unused)
 853 {
 854         struct spu *spu, *next;
 855         int node;
 856
 857         while (!kthread_should_stop()) {
 858                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 859                 schedule();
 860                 for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node++) {
 861                         mutex_lock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 862                         list_for_each_entry_safe(spu, next,
 863                                                  &spu_prio->active_list[node],
 864                                                  list)
 865                                 spusched_tick(spu->ctx);
 866                         mutex_unlock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 867                 }
 868         }
 869
 870         return 0;
 871 }
 872
 873 #define LOAD_INT(x) ((x) >> FSHIFT)
 874 #define LOAD_FRAC(x) LOAD_INT(((x) & (FIXED_1-1)) * 100)
 875
 876 static int show_spu_loadavg(struct seq_file *s, void *private)
 877 {
 878         int a, b, c;
 879
 880         a = spu_avenrun[0] + (FIXED_1/200);
 881         b = spu_avenrun[1] + (FIXED_1/200);
 882         c = spu_avenrun[2] + (FIXED_1/200);
 883
 884         /*
 885          * Note that last_pid doesn't really make much sense for the
 886          * SPU loadavg (it even seems very odd on the CPU side..),
 887          * but we include it here to have a 100% compatible interface.
 888          */
 889         seq_printf(s, "%d.%02d %d.%02d %d.%02d %ld/%d %d\n",
 890                 LOAD_INT(a), LOAD_FRAC(a),
 891                 LOAD_INT(b), LOAD_FRAC(b),
 892                 LOAD_INT(c), LOAD_FRAC(c),
 893                 count_active_contexts(),
 894                 atomic_read(&nr_spu_contexts),
 895                 current->nsproxy->pid_ns->last_pid);
 896         return 0;
 897 }
 898
 899 static int spu_loadavg_open(struct inode *inode, struct file *file)
 900 {
 901         return single_open(file, show_spu_loadavg, NULL);
 902 }
 903
 904 static const struct file_operations spu_loadavg_fops = {
 905         .open           = spu_loadavg_open,
 906         .read           = seq_read,
 907         .llseek         = seq_lseek,
 908         .release        = single_release,
 909 };
 910
 911 int __init spu_sched_init(void)
 912 {
 913         struct proc_dir_entry *entry;
 914         int err = -ENOMEM, i;
 915
 916         spu_prio = kzalloc(sizeof(struct spu_prio_array), GFP_KERNEL);
 917         if (!spu_prio)
 918                 goto out;
 919
 920         for (i = 0; i < MAX_PRIO; i++) {
 921                 INIT_LIST_HEAD(&spu_prio->runq[i]);
 922                 __clear_bit(i, spu_prio->bitmap);
 923         }
 924         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
 925                 mutex_init(&spu_prio->active_mutex[i]);
 926                 INIT_LIST_HEAD(&spu_prio->active_list[i]);
 927         }
 928         spin_lock_init(&spu_prio->runq_lock);
 929
 930         setup_timer(&spusched_timer, spusched_wake, 0);
 931
 932         spusched_task = kthread_run(spusched_thread, NULL, "spusched");
 933         if (IS_ERR(spusched_task)) {
 934                 err = PTR_ERR(spusched_task);
 935                 goto out_free_spu_prio;
 936         }
 937
 938         entry = create_proc_entry("spu_loadavg", 0, NULL);
 939         if (!entry)
 940                 goto out_stop_kthread;
 941         entry->proc_fops = &spu_loadavg_fops;
 942
 943         pr_debug("spusched: tick: %d, min ticks: %d, default ticks: %d\n",
 944                         SPUSCHED_TICK, MIN_SPU_TIMESLICE, DEF_SPU_TIMESLICE);
 945         return 0;
 946
 947  out_stop_kthread:
 948         kthread_stop(spusched_task);
 949  out_free_spu_prio:
 950         kfree(spu_prio);
 951  out:
 952         return err;
 953 }
 954
 955 void spu_sched_exit(void)
 956 {
 957         struct spu *spu, *tmp;
 958         int node;
 959
 960         remove_proc_entry("spu_loadavg", NULL);
 961
 962         del_timer_sync(&spusched_timer);
 963         kthread_stop(spusched_task);
 964
 965         for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node++) {
 966                 mutex_lock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 967                 list_for_each_entry_safe(spu, tmp, &spu_prio->active_list[node],
 968                                          list) {
 969                         list_del_init(&spu->list);
 970                         spu_free(spu);
 971                 }
 972                 mutex_unlock(&spu_prio->active_mutex[node]);
 973         }
 974         kfree(spu_prio);
 975 }