Quelle  cpudeadline.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 *  kernel/sched/cpudeadline.c
 *
 *  Global CPU deadline management
 *
 *  Author: Juri Lelli <j.lelli@sssup.it>
 */
#include "sched.h"

static inline int parent(int i)
{
 return (i - 1) >> 1;
}

static inline int left_child(int i)
{
 return (i << 1) + 1;
}

static inline int right_child(int i)
{
 return (i << 1) + 2;
}

static void cpudl_heapify_down(struct cpudl *cp, int idx)
{
 int l, r, largest;

 int orig_cpu = cp->elements[idx].cpu;
 u64 orig_dl = cp->elements[idx].dl;

 if (left_child(idx) >= cp->size)
  return;

 /* adapted from lib/prio_heap.c */
 while (1) {
  u64 largest_dl;

  l = left_child(idx);
  r = right_child(idx);
  largest = idx;
  largest_dl = orig_dl;

  if ((l < cp->size) && dl_time_before(orig_dl,
      cp->elements[l].dl)) {
   largest = l;
   largest_dl = cp->elements[l].dl;
  }
  if ((r < cp->size) && dl_time_before(largest_dl,
      cp->elements[r].dl))
   largest = r;

  if (largest == idx)
   break;

  /* pull largest child onto idx */
  cp->elements[idx].cpu = cp->elements[largest].cpu;
  cp->elements[idx].dl = cp->elements[largest].dl;
  cp->elements[cp->elements[idx].cpu].idx = idx;
  idx = largest;
 }
 /* actual push down of saved original values orig_* */
 cp->elements[idx].cpu = orig_cpu;
 cp->elements[idx].dl = orig_dl;
 cp->elements[cp->elements[idx].cpu].idx = idx;
}

static void cpudl_heapify_up(struct cpudl *cp, int idx)
{
 int p;

 int orig_cpu = cp->elements[idx].cpu;
 u64 orig_dl = cp->elements[idx].dl;

 if (idx == 0)
  return;

 do {
  p = parent(idx);
  if (dl_time_before(orig_dl, cp->elements[p].dl))
   break;
  /* pull parent onto idx */
  cp->elements[idx].cpu = cp->elements[p].cpu;
  cp->elements[idx].dl = cp->elements[p].dl;
  cp->elements[cp->elements[idx].cpu].idx = idx;
  idx = p;
 } while (idx != 0);
 /* actual push up of saved original values orig_* */
 cp->elements[idx].cpu = orig_cpu;
 cp->elements[idx].dl = orig_dl;
 cp->elements[cp->elements[idx].cpu].idx = idx;
}

static void cpudl_heapify(struct cpudl *cp, int idx)
{
 if (idx > 0 && dl_time_before(cp->elements[parent(idx)].dl,
    cp->elements[idx].dl))
  cpudl_heapify_up(cp, idx);
 else
  cpudl_heapify_down(cp, idx);
}

static inline int cpudl_maximum(struct cpudl *cp)
{
 return cp->elements[0].cpu;
}

/*
 * cpudl_find - find the best (later-dl) CPU in the system
 * @cp: the cpudl max-heap context
 * @p: the task
 * @later_mask: a mask to fill in with the selected CPUs (or NULL)
 *
 * Returns: int - CPUs were found
 */
int cpudl_find(struct cpudl *cp, struct task_struct *p,
        struct cpumask *later_mask)
{
 const struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;

 if (later_mask &&
     cpumask_and(later_mask, cp->free_cpus, &p->cpus_mask)) {
  unsigned long cap, max_cap = 0;
  int cpu, max_cpu = -1;

  if (!sched_asym_cpucap_active())
   return 1;

  /* Ensure the capacity of the CPUs fits the task. */
  for_each_cpu(cpu, later_mask) {
   if (!dl_task_fits_capacity(p, cpu)) {
    cpumask_clear_cpu(cpu, later_mask);

    cap = arch_scale_cpu_capacity(cpu);

    if (cap > max_cap ||
        (cpu == task_cpu(p) && cap == max_cap)) {
     max_cap = cap;
     max_cpu = cpu;
    }
   }
  }

  if (cpumask_empty(later_mask))
   cpumask_set_cpu(max_cpu, later_mask);

  return 1;
 } else {
  int best_cpu = cpudl_maximum(cp);

  WARN_ON(best_cpu != -1 && !cpu_present(best_cpu));

  if (cpumask_test_cpu(best_cpu, &p->cpus_mask) &&
      dl_time_before(dl_se->deadline, cp->elements[0].dl)) {
   if (later_mask)
    cpumask_set_cpu(best_cpu, later_mask);

   return 1;
  }
 }
 return 0;
}

/*
 * cpudl_clear - remove a CPU from the cpudl max-heap
 * @cp: the cpudl max-heap context
 * @cpu: the target CPU
 *
 * Notes: assumes cpu_rq(cpu)->lock is locked
 *
 * Returns: (void)
 */
void cpudl_clear(struct cpudl *cp, int cpu)
{
 int old_idx, new_cpu;
 unsigned long flags;

 WARN_ON(!cpu_present(cpu));

 raw_spin_lock_irqsave(&cp->lock, flags);

 old_idx = cp->elements[cpu].idx;
 if (old_idx == IDX_INVALID) {
  /*
   * Nothing to remove if old_idx was invalid.
   * This could happen if a rq_offline_dl is
   * called for a CPU without -dl tasks running.
 */
 } else {
  new_cpu = cp->elements[cp->size - 1].cpu;
  cp->elements[old_idx].dl = cp->elements[cp->size - 1].dl;
  cp->elements[old_idx].cpu = new_cpu;
  cp->size--;
  cp->elements[new_cpu].idx = old_idx;
  cp->elements[cpu].idx = IDX_INVALID;
  cpudl_heapify(cp, old_idx);

  cpumask_set_cpu(cpu, cp->free_cpus);
 }
 raw_spin_unlock_irqrestore(&cp->lock, flags);
}

/*
 * cpudl_set - update the cpudl max-heap
 * @cp: the cpudl max-heap context
 * @cpu: the target CPU
 * @dl: the new earliest deadline for this CPU
 *
 * Notes: assumes cpu_rq(cpu)->lock is locked
 *
 * Returns: (void)
 */
void cpudl_set(struct cpudl *cp, int cpu, u64 dl)
{
 int old_idx;
 unsigned long flags;

 WARN_ON(!cpu_present(cpu));

 raw_spin_lock_irqsave(&cp->lock, flags);

 old_idx = cp->elements[cpu].idx;
 if (old_idx == IDX_INVALID) {
  int new_idx = cp->size++;

  cp->elements[new_idx].dl = dl;
  cp->elements[new_idx].cpu = cpu;
  cp->elements[cpu].idx = new_idx;
  cpudl_heapify_up(cp, new_idx);
  cpumask_clear_cpu(cpu, cp->free_cpus);
 } else {
  cp->elements[old_idx].dl = dl;
  cpudl_heapify(cp, old_idx);
 }

 raw_spin_unlock_irqrestore(&cp->lock, flags);
}

/*
 * cpudl_set_freecpu - Set the cpudl.free_cpus
 * @cp: the cpudl max-heap context
 * @cpu: rd attached CPU
 */
void cpudl_set_freecpu(struct cpudl *cp, int cpu)
{
 cpumask_set_cpu(cpu, cp->free_cpus);
}

/*
 * cpudl_clear_freecpu - Clear the cpudl.free_cpus
 * @cp: the cpudl max-heap context
 * @cpu: rd attached CPU
 */
void cpudl_clear_freecpu(struct cpudl *cp, int cpu)
{
 cpumask_clear_cpu(cpu, cp->free_cpus);
}

/*
 * cpudl_init - initialize the cpudl structure
 * @cp: the cpudl max-heap context
 */
int cpudl_init(struct cpudl *cp)
{
 int i;

 raw_spin_lock_init(&cp->lock);
 cp->size = 0;

 cp->elements = kcalloc(nr_cpu_ids,
          sizeof(struct cpudl_item),
          GFP_KERNEL);
 if (!cp->elements)
  return -ENOMEM;

 if (!zalloc_cpumask_var(&cp->free_cpus, GFP_KERNEL)) {
  kfree(cp->elements);
  return -ENOMEM;
 }

 for_each_possible_cpu(i)
  cp->elements[i].idx = IDX_INVALID;

 return 0;
}

/*
 * cpudl_cleanup - clean up the cpudl structure
 * @cp: the cpudl max-heap context
 */
void cpudl_cleanup(struct cpudl *cp)
{
 free_cpumask_var(cp->free_cpus);
 kfree(cp->elements);
}