kernel/drivers/staging/lustre/lustre/libcfs/linux/linux-cpu.c

   1 /*
   2  * GPL HEADER START
   3  *
   4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
   8  * as published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
  14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * version 2 along with this program; if not, write to the
  18  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  19  * Boston, MA 021110-1307, USA
  20  *
  21  * GPL HEADER END
  22  */
  23 /*
  24  * Copyright (c) 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  25  * Copyright (c) 2012, Intel Corporation.
  26  */
  27 /*
  28  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  29  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  30  *
  31  * Author: liang@whamcloud.com
  32  */
  33
  34 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LNET
  35
  36 #include <linux/cpu.h>
  37 #include <linux/sched.h>
  38 #include "../../../include/linux/libcfs/libcfs.h"
  39
  40 #ifdef CONFIG_SMP
  41
  42 /**
  43  * modparam for setting number of partitions
  44  *
  45  *  0 : estimate best value based on cores or NUMA nodes
  46  *  1 : disable multiple partitions
  47  * >1 : specify number of partitions
  48  */
  49 static int      cpu_npartitions;
  50 module_param(cpu_npartitions, int, 0444);
  51 MODULE_PARM_DESC(cpu_npartitions, "# of CPU partitions");
  52
  53 /**
  54  * modparam for setting CPU partitions patterns:
  55  *
  56  * i.e: "0[0,1,2,3] 1[4,5,6,7]", number before bracket is CPU partition ID,
  57  *      number in bracket is processor ID (core or HT)
  58  *
  59  * i.e: "N 0[0,1] 1[2,3]" the first character 'N' means numbers in bracket
  60  *       are NUMA node ID, number before bracket is CPU partition ID.
  61  *
  62  * NB: If user specified cpu_pattern, cpu_npartitions will be ignored
  63  */
  64 static char     *cpu_pattern = "";
  65 module_param(cpu_pattern, charp, 0444);
  66 MODULE_PARM_DESC(cpu_pattern, "CPU partitions pattern");
  67
  68 struct cfs_cpt_data {
  69         /* serialize hotplug etc */
  70         spinlock_t              cpt_lock;
  71         /* reserved for hotplug */
  72         unsigned long           cpt_version;
  73         /* mutex to protect cpt_cpumask */
  74         struct mutex            cpt_mutex;
  75         /* scratch buffer for set/unset_node */
  76         cpumask_t               *cpt_cpumask;
  77 };
  78
  79 static struct cfs_cpt_data      cpt_data;
  80
  81 static void cfs_cpu_core_siblings(int cpu, cpumask_t *mask)
  82 {
  83         /* return cpumask of cores in the same socket */
  84         cpumask_copy(mask, topology_core_cpumask(cpu));
  85 }
  86
  87 /* return cpumask of HTs in the same core */
  88 static void cfs_cpu_ht_siblings(int cpu, cpumask_t *mask)
  89 {
  90         cpumask_copy(mask, topology_thread_cpumask(cpu));
  91 }
  92
  93 static void cfs_node_to_cpumask(int node, cpumask_t *mask)
  94 {
  95         cpumask_copy(mask, cpumask_of_node(node));
  96 }
  97
  98 void
  99 cfs_cpt_table_free(struct cfs_cpt_table *cptab)
 100 {
 101         int     i;
 102
 103         if (cptab->ctb_cpu2cpt != NULL) {
 104                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpu2cpt,
 105                             num_possible_cpus() *
 106                             sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 107         }
 108
 109         for (i = 0; cptab->ctb_parts != NULL && i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 110                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 111
 112                 if (part->cpt_nodemask != NULL) {
 113                         LIBCFS_FREE(part->cpt_nodemask,
 114                                     sizeof(*part->cpt_nodemask));
 115                 }
 116
 117                 if (part->cpt_cpumask != NULL)
 118                         LIBCFS_FREE(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 119         }
 120
 121         if (cptab->ctb_parts != NULL) {
 122                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_parts,
 123                             cptab->ctb_nparts * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 124         }
 125
 126         if (cptab->ctb_nodemask != NULL)
 127                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 128         if (cptab->ctb_cpumask != NULL)
 129                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 130
 131         LIBCFS_FREE(cptab, sizeof(*cptab));
 132 }
 133 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_free);
 134
 135 struct cfs_cpt_table *
 136 cfs_cpt_table_alloc(unsigned int ncpt)
 137 {
 138         struct cfs_cpt_table *cptab;
 139         int     i;
 140
 141         LIBCFS_ALLOC(cptab, sizeof(*cptab));
 142         if (cptab == NULL)
 143                 return NULL;
 144
 145         cptab->ctb_nparts = ncpt;
 146
 147         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 148         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 149
 150         if (cptab->ctb_cpumask == NULL || cptab->ctb_nodemask == NULL)
 151                 goto failed;
 152
 153         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpu2cpt,
 154                      num_possible_cpus() * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 155         if (cptab->ctb_cpu2cpt == NULL)
 156                 goto failed;
 157
 158         memset(cptab->ctb_cpu2cpt, -1,
 159                num_possible_cpus() * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 160
 161         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_parts, ncpt * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 162         if (cptab->ctb_parts == NULL)
 163                 goto failed;
 164
 165         for (i = 0; i < ncpt; i++) {
 166                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 167
 168                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 169                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_nodemask, sizeof(*part->cpt_nodemask));
 170                 if (part->cpt_cpumask == NULL || part->cpt_nodemask == NULL)
 171                         goto failed;
 172         }
 173
 174         spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
 175         /* Reserved for hotplug */
 176         cptab->ctb_version = cpt_data.cpt_version;
 177         spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
 178
 179         return cptab;
 180
 181  failed:
 182         cfs_cpt_table_free(cptab);
 183         return NULL;
 184 }
 185 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_alloc);
 186
 187 int
 188 cfs_cpt_table_print(struct cfs_cpt_table *cptab, char *buf, int len)
 189 {
 190         char    *tmp = buf;
 191         int     rc = 0;
 192         int     i;
 193         int     j;
 194
 195         for (i = 0; i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 196                 if (len > 0) {
 197                         rc = snprintf(tmp, len, "%d\t: ", i);
 198                         len -= rc;
 199                 }
 200
 201                 if (len <= 0) {
 202                         rc = -EFBIG;
 203                         goto out;
 204                 }
 205
 206                 tmp += rc;
 207                 for_each_cpu(j, cptab->ctb_parts[i].cpt_cpumask) {
 208                         rc = snprintf(tmp, len, "%d ", j);
 209                         len -= rc;
 210                         if (len <= 0) {
 211                                 rc = -EFBIG;
 212                                 goto out;
 213                         }
 214                         tmp += rc;
 215                 }
 216
 217                 *tmp = '\n';
 218                 tmp++;
 219                 len--;
 220         }
 221
 222  out:
 223         if (rc < 0)
 224                 return rc;
 225
 226         return tmp - buf;
 227 }
 228 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_print);
 229
 230 int
 231 cfs_cpt_number(struct cfs_cpt_table *cptab)
 232 {
 233         return cptab->ctb_nparts;
 234 }
 235 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_number);
 236
 237 int
 238 cfs_cpt_weight(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 239 {
 240         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 241
 242         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 243                cpumask_weight(cptab->ctb_cpumask) :
 244                cpumask_weight(cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 245 }
 246 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_weight);
 247
 248 int
 249 cfs_cpt_online(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 250 {
 251         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 252
 253         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 254                cpumask_any_and(cptab->ctb_cpumask,
 255                                cpu_online_mask) < nr_cpu_ids :
 256                cpumask_any_and(cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask,
 257                                cpu_online_mask) < nr_cpu_ids;
 258 }
 259 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_online);
 260
 261 cpumask_t *
 262 cfs_cpt_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 263 {
 264         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 265
 266         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 267                cptab->ctb_cpumask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 268 }
 269 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_cpumask);
 270
 271 nodemask_t *
 272 cfs_cpt_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 273 {
 274         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 275
 276         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 277                cptab->ctb_nodemask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 278 }
 279 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_nodemask);
 280
 281 int
 282 cfs_cpt_set_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 283 {
 284         int     node;
 285
 286         LASSERT(cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts);
 287
 288         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu)) {
 289                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is invalid or it's offline\n", cpu);
 290                 return 0;
 291         }
 292
 293         if (cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] != -1) {
 294                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is already in partition %d\n",
 295                        cpu, cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]);
 296                 return 0;
 297         }
 298
 299         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = cpt;
 300
 301         LASSERT(!cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask));
 302         LASSERT(!cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 303
 304         cpumask_set_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask);
 305         cpumask_set_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 306
 307         node = cpu_to_node(cpu);
 308
 309         /* first CPU of @node in this CPT table */
 310         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask))
 311                 node_set(node, *cptab->ctb_nodemask);
 312
 313         /* first CPU of @node in this partition */
 314         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask))
 315                 node_set(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask);
 316
 317         return 1;
 318 }
 319 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpu);
 320
 321 void
 322 cfs_cpt_unset_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 323 {
 324         int     node;
 325         int     i;
 326
 327         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 328
 329         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids) {
 330                 CDEBUG(D_INFO, "Invalid CPU id %d\n", cpu);
 331                 return;
 332         }
 333
 334         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 335                 /* caller doesn't know the partition ID */
 336                 cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 337                 if (cpt < 0) { /* not set in this CPT-table */
 338                         CDEBUG(D_INFO, "Try to unset cpu %d which is not in CPT-table %p\n",
 339                                cpt, cptab);
 340                         return;
 341                 }
 342
 343         } else if (cpt != cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]) {
 344                 CDEBUG(D_INFO,
 345                        "CPU %d is not in cpu-partition %d\n", cpu, cpt);
 346                 return;
 347         }
 348
 349         LASSERT(cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 350         LASSERT(cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask));
 351
 352         cpumask_clear_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 353         cpumask_clear_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask);
 354         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = -1;
 355
 356         node = cpu_to_node(cpu);
 357
 358         LASSERT(node_isset(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask));
 359         LASSERT(node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask));
 360
 361         for_each_cpu(i, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask) {
 362                 /* this CPT has other CPU belonging to this node? */
 363                 if (cpu_to_node(i) == node)
 364                         break;
 365         }
 366
 367         if (i >= nr_cpu_ids)
 368                 node_clear(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask);
 369
 370         for_each_cpu(i, cptab->ctb_cpumask) {
 371                 /* this CPT-table has other CPU belonging to this node? */
 372                 if (cpu_to_node(i) == node)
 373                         break;
 374         }
 375
 376         if (i >= nr_cpu_ids)
 377                 node_clear(node, *cptab->ctb_nodemask);
 378
 379         return;
 380 }
 381 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpu);
 382
 383 int
 384 cfs_cpt_set_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, cpumask_t *mask)
 385 {
 386         int     i;
 387
 388         if (cpumask_weight(mask) == 0 ||
 389             cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids) {
 390                 CDEBUG(D_INFO, "No online CPU is found in the CPU mask for CPU partition %d\n",
 391                        cpt);
 392                 return 0;
 393         }
 394
 395         for_each_cpu(i, mask) {
 396                 if (!cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i))
 397                         return 0;
 398         }
 399
 400         return 1;
 401 }
 402 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpumask);
 403
 404 void
 405 cfs_cpt_unset_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, cpumask_t *mask)
 406 {
 407         int     i;
 408
 409         for_each_cpu(i, mask)
 410                 cfs_cpt_unset_cpu(cptab, cpt, i);
 411 }
 412 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpumask);
 413
 414 int
 415 cfs_cpt_set_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 416 {
 417         cpumask_t       *mask;
 418         int             rc;
 419
 420         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES) {
 421                 CDEBUG(D_INFO,
 422                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 423                 return 0;
 424         }
 425
 426         mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
 427
 428         mask = cpt_data.cpt_cpumask;
 429         cfs_node_to_cpumask(node, mask);
 430
 431         rc = cfs_cpt_set_cpumask(cptab, cpt, mask);
 432
 433         mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
 434
 435         return rc;
 436 }
 437 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_node);
 438
 439 void
 440 cfs_cpt_unset_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 441 {
 442         cpumask_t *mask;
 443
 444         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES) {
 445                 CDEBUG(D_INFO,
 446                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 447                 return;
 448         }
 449
 450         mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
 451
 452         mask = cpt_data.cpt_cpumask;
 453         cfs_node_to_cpumask(node, mask);
 454
 455         cfs_cpt_unset_cpumask(cptab, cpt, mask);
 456
 457         mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
 458 }
 459 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_node);
 460
 461 int
 462 cfs_cpt_set_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, nodemask_t *mask)
 463 {
 464         int     i;
 465
 466         for_each_node_mask(i, *mask) {
 467                 if (!cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i))
 468                         return 0;
 469         }
 470
 471         return 1;
 472 }
 473 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_nodemask);
 474
 475 void
 476 cfs_cpt_unset_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, nodemask_t *mask)
 477 {
 478         int     i;
 479
 480         for_each_node_mask(i, *mask)
 481                 cfs_cpt_unset_node(cptab, cpt, i);
 482 }
 483 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_nodemask);
 484
 485 void
 486 cfs_cpt_clear(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 487 {
 488         int     last;
 489         int     i;
 490
 491         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 492                 last = cptab->ctb_nparts - 1;
 493                 cpt = 0;
 494         } else {
 495                 last = cpt;
 496         }
 497
 498         for (; cpt <= last; cpt++) {
 499                 for_each_cpu(i, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask)
 500                         cfs_cpt_unset_cpu(cptab, cpt, i);
 501         }
 502 }
 503 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_clear);
 504
 505 int
 506 cfs_cpt_spread_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 507 {
 508         nodemask_t      *mask;
 509         int             weight;
 510         int             rotor;
 511         int             node;
 512
 513         /* convert CPU partition ID to HW node id */
 514
 515         if (cpt < 0 || cpt >= cptab->ctb_nparts) {
 516                 mask = cptab->ctb_nodemask;
 517                 rotor = cptab->ctb_spread_rotor++;
 518         } else {
 519                 mask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 520                 rotor = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_spread_rotor++;
 521         }
 522
 523         weight = nodes_weight(*mask);
 524         LASSERT(weight > 0);
 525
 526         rotor %= weight;
 527
 528         for_each_node_mask(node, *mask) {
 529                 if (rotor-- == 0)
 530                         return node;
 531         }
 532
 533         LBUG();
 534         return 0;
 535 }
 536 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_spread_node);
 537
 538 int
 539 cfs_cpt_current(struct cfs_cpt_table *cptab, int remap)
 540 {
 541         int     cpu = smp_processor_id();
 542         int     cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 543
 544         if (cpt < 0) {
 545                 if (!remap)
 546                         return cpt;
 547
 548                 /* don't return negative value for safety of upper layer,
 549                  * instead we shadow the unknown cpu to a valid partition ID */
 550                 cpt = cpu % cptab->ctb_nparts;
 551         }
 552
 553         return cpt;
 554 }
 555 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_current);
 556
 557 int
 558 cfs_cpt_of_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpu)
 559 {
 560         LASSERT(cpu >= 0 && cpu < nr_cpu_ids);
 561
 562         return cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 563 }
 564 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_of_cpu);
 565
 566 int
 567 cfs_cpt_bind(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 568 {
 569         cpumask_t       *cpumask;
 570         nodemask_t      *nodemask;
 571         int             rc;
 572         int             i;
 573
 574         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 575
 576         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 577                 cpumask = cptab->ctb_cpumask;
 578                 nodemask = cptab->ctb_nodemask;
 579         } else {
 580                 cpumask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 581                 nodemask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 582         }
 583
 584         if (cpumask_any_and(cpumask, cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids) {
 585                 CERROR("No online CPU found in CPU partition %d, did someone do CPU hotplug on system? You might need to reload Lustre modules to keep system working well.\n",
 586                        cpt);
 587                 return -EINVAL;
 588         }
 589
 590         for_each_online_cpu(i) {
 591                 if (cpumask_test_cpu(i, cpumask))
 592                         continue;
 593
 594                 rc = set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask);
 595                 set_mems_allowed(*nodemask);
 596                 if (rc == 0)
 597                         schedule(); /* switch to allowed CPU */
 598
 599                 return rc;
 600         }
 601
 602         /* don't need to set affinity because all online CPUs are covered */
 603         return 0;
 604 }
 605 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_bind);
 606
 607 /**
 608  * Choose max to \a number CPUs from \a node and set them in \a cpt.
 609  * We always prefer to choose CPU in the same core/socket.
 610  */
 611 static int
 612 cfs_cpt_choose_ncpus(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 613                      cpumask_t *node, int number)
 614 {
 615         cpumask_t       *socket = NULL;
 616         cpumask_t       *core = NULL;
 617         int             rc = 0;
 618         int             cpu;
 619
 620         LASSERT(number > 0);
 621
 622         if (number >= cpumask_weight(node)) {
 623                 while (!cpumask_empty(node)) {
 624                         cpu = cpumask_first(node);
 625
 626                         rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, cpu);
 627                         if (!rc)
 628                                 return -EINVAL;
 629                         cpumask_clear_cpu(cpu, node);
 630                 }
 631                 return 0;
 632         }
 633
 634         /* allocate scratch buffer */
 635         LIBCFS_ALLOC(socket, cpumask_size());
 636         LIBCFS_ALLOC(core, cpumask_size());
 637         if (socket == NULL || core == NULL) {
 638                 rc = -ENOMEM;
 639                 goto out;
 640         }
 641
 642         while (!cpumask_empty(node)) {
 643                 cpu = cpumask_first(node);
 644
 645                 /* get cpumask for cores in the same socket */
 646                 cfs_cpu_core_siblings(cpu, socket);
 647                 cpumask_and(socket, socket, node);
 648
 649                 LASSERT(!cpumask_empty(socket));
 650
 651                 while (!cpumask_empty(socket)) {
 652                         int     i;
 653
 654                         /* get cpumask for hts in the same core */
 655                         cfs_cpu_ht_siblings(cpu, core);
 656                         cpumask_and(core, core, node);
 657
 658                         LASSERT(!cpumask_empty(core));
 659
 660                         for_each_cpu(i, core) {
 661                                 cpumask_clear_cpu(i, socket);
 662                                 cpumask_clear_cpu(i, node);
 663
 664                                 rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 665                                 if (!rc) {
 666                                         rc = -EINVAL;
 667                                         goto out;
 668                                 }
 669
 670                                 if (--number == 0)
 671                                         goto out;
 672                         }
 673                         cpu = cpumask_first(socket);
 674                 }
 675         }
 676
 677  out:
 678         if (socket != NULL)
 679                 LIBCFS_FREE(socket, cpumask_size());
 680         if (core != NULL)
 681                 LIBCFS_FREE(core, cpumask_size());
 682         return rc;
 683 }
 684
 685 #define CPT_WEIGHT_MIN  4u
 686
 687 static unsigned int
 688 cfs_cpt_num_estimate(void)
 689 {
 690         unsigned nnode = num_online_nodes();
 691         unsigned ncpu  = num_online_cpus();
 692         unsigned ncpt;
 693
 694         if (ncpu <= CPT_WEIGHT_MIN) {
 695                 ncpt = 1;
 696                 goto out;
 697         }
 698
 699         /* generate reasonable number of CPU partitions based on total number
 700          * of CPUs, Preferred N should be power2 and match this condition:
 701          * 2 * (N - 1)^2 < NCPUS <= 2 * N^2 */
 702         for (ncpt = 2; ncpu > 2 * ncpt * ncpt; ncpt <<= 1) {}
 703
 704         if (ncpt <= nnode) { /* fat numa system */
 705                 while (nnode > ncpt)
 706                         nnode >>= 1;
 707
 708         } else { /* ncpt > nnode */
 709                 while ((nnode << 1) <= ncpt)
 710                         nnode <<= 1;
 711         }
 712
 713         ncpt = nnode;
 714
 715  out:
 716 #if (BITS_PER_LONG == 32)
 717         /* config many CPU partitions on 32-bit system could consume
 718          * too much memory */
 719         ncpt = min(2U, ncpt);
 720 #endif
 721         while (ncpu % ncpt != 0)
 722                 ncpt--; /* worst case is 1 */
 723
 724         return ncpt;
 725 }
 726
 727 static struct cfs_cpt_table *
 728 cfs_cpt_table_create(int ncpt)
 729 {
 730         struct cfs_cpt_table *cptab = NULL;
 731         cpumask_t       *mask = NULL;
 732         int             cpt = 0;
 733         int             num;
 734         int             rc;
 735         int             i;
 736
 737         rc = cfs_cpt_num_estimate();
 738         if (ncpt <= 0)
 739                 ncpt = rc;
 740
 741         if (ncpt > num_online_cpus() || ncpt > 4 * rc) {
 742                 CWARN("CPU partition number %d is larger than suggested value (%d), your system may have performance issue or run out of memory while under pressure\n",
 743                       ncpt, rc);
 744         }
 745
 746         if (num_online_cpus() % ncpt != 0) {
 747                 CERROR("CPU number %d is not multiple of cpu_npartition %d, please try different cpu_npartitions value or set pattern string by cpu_pattern=STRING\n",
 748                        (int)num_online_cpus(), ncpt);
 749                 goto failed;
 750         }
 751
 752         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 753         if (cptab == NULL) {
 754                 CERROR("Failed to allocate CPU map(%d)\n", ncpt);
 755                 goto failed;
 756         }
 757
 758         num = num_online_cpus() / ncpt;
 759         if (num == 0) {
 760                 CERROR("CPU changed while setting CPU partition\n");
 761                 goto failed;
 762         }
 763
 764         LIBCFS_ALLOC(mask, cpumask_size());
 765         if (mask == NULL) {
 766                 CERROR("Failed to allocate scratch cpumask\n");
 767                 goto failed;
 768         }
 769
 770         for_each_online_node(i) {
 771                 cfs_node_to_cpumask(i, mask);
 772
 773                 while (!cpumask_empty(mask)) {
 774                         struct cfs_cpu_partition *part;
 775                         int    n;
 776
 777                         if (cpt >= ncpt)
 778                                 goto failed;
 779
 780                         part = &cptab->ctb_parts[cpt];
 781
 782                         n = num - cpumask_weight(part->cpt_cpumask);
 783                         LASSERT(n > 0);
 784
 785                         rc = cfs_cpt_choose_ncpus(cptab, cpt, mask, n);
 786                         if (rc < 0)
 787                                 goto failed;
 788
 789                         LASSERT(num >= cpumask_weight(part->cpt_cpumask));
 790                         if (num == cpumask_weight(part->cpt_cpumask))
 791                                 cpt++;
 792                 }
 793         }
 794
 795         if (cpt != ncpt ||
 796             num != cpumask_weight(cptab->ctb_parts[ncpt - 1].cpt_cpumask)) {
 797                 CERROR("Expect %d(%d) CPU partitions but got %d(%d), CPU hotplug/unplug while setting?\n",
 798                        cptab->ctb_nparts, num, cpt,
 799                        cpumask_weight(cptab->ctb_parts[ncpt - 1].cpt_cpumask));
 800                 goto failed;
 801         }
 802
 803         LIBCFS_FREE(mask, cpumask_size());
 804
 805         return cptab;
 806
 807  failed:
 808         CERROR("Failed to setup CPU-partition-table with %d CPU-partitions, online HW nodes: %d, HW cpus: %d.\n",
 809                ncpt, num_online_nodes(), num_online_cpus());
 810
 811         if (mask != NULL)
 812                 LIBCFS_FREE(mask, cpumask_size());
 813
 814         if (cptab != NULL)
 815                 cfs_cpt_table_free(cptab);
 816
 817         return NULL;
 818 }
 819
 820 static struct cfs_cpt_table *
 821 cfs_cpt_table_create_pattern(char *pattern)
 822 {
 823         struct cfs_cpt_table    *cptab;
 824         char                    *str    = pattern;
 825         int                     node    = 0;
 826         int                     high;
 827         int                     ncpt;
 828         int                     c;
 829
 830         for (ncpt = 0;; ncpt++) { /* quick scan bracket */
 831                 str = strchr(str, '[');
 832                 if (str == NULL)
 833                         break;
 834                 str++;
 835         }
 836
 837         str = cfs_trimwhite(pattern);
 838         if (*str == 'n' || *str == 'N') {
 839                 pattern = str + 1;
 840                 node = 1;
 841         }
 842
 843         if (ncpt == 0 ||
 844             (node && ncpt > num_online_nodes()) ||
 845             (!node && ncpt > num_online_cpus())) {
 846                 CERROR("Invalid pattern %s, or too many partitions %d\n",
 847                        pattern, ncpt);
 848                 return NULL;
 849         }
 850
 851         high = node ? MAX_NUMNODES - 1 : nr_cpu_ids - 1;
 852
 853         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 854         if (cptab == NULL) {
 855                 CERROR("Failed to allocate cpu partition table\n");
 856                 return NULL;
 857         }
 858
 859         for (str = cfs_trimwhite(pattern), c = 0;; c++) {
 860                 struct cfs_range_expr   *range;
 861                 struct cfs_expr_list    *el;
 862                 char                    *bracket = strchr(str, '[');
 863                 int                     cpt;
 864                 int                     rc;
 865                 int                     i;
 866                 int                     n;
 867
 868                 if (bracket == NULL) {
 869                         if (*str != 0) {
 870                                 CERROR("Invalid pattern %s\n", str);
 871                                 goto failed;
 872                         } else if (c != ncpt) {
 873                                 CERROR("expect %d partitions but found %d\n",
 874                                        ncpt, c);
 875                                 goto failed;
 876                         }
 877                         break;
 878                 }
 879
 880                 if (sscanf(str, "%d%n", &cpt, &n) < 1) {
 881                         CERROR("Invalid cpu pattern %s\n", str);
 882                         goto failed;
 883                 }
 884
 885                 if (cpt < 0 || cpt >= ncpt) {
 886                         CERROR("Invalid partition id %d, total partitions %d\n",
 887                                cpt, ncpt);
 888                         goto failed;
 889                 }
 890
 891                 if (cfs_cpt_weight(cptab, cpt) != 0) {
 892                         CERROR("Partition %d has already been set.\n", cpt);
 893                         goto failed;
 894                 }
 895
 896                 str = cfs_trimwhite(str + n);
 897                 if (str != bracket) {
 898                         CERROR("Invalid pattern %s\n", str);
 899                         goto failed;
 900                 }
 901
 902                 bracket = strchr(str, ']');
 903                 if (bracket == NULL) {
 904                         CERROR("missing right bracket for cpt %d, %s\n",
 905                                cpt, str);
 906                         goto failed;
 907                 }
 908
 909                 if (cfs_expr_list_parse(str, (bracket - str) + 1,
 910                                         0, high, &el) != 0) {
 911                         CERROR("Can't parse number range: %s\n", str);
 912                         goto failed;
 913                 }
 914
 915                 list_for_each_entry(range, &el->el_exprs, re_link) {
 916                         for (i = range->re_lo; i <= range->re_hi; i++) {
 917                                 if ((i - range->re_lo) % range->re_stride != 0)
 918                                         continue;
 919
 920                                 rc = node ? cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i) :
 921                                             cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 922                                 if (!rc) {
 923                                         cfs_expr_list_free(el);
 924                                         goto failed;
 925                                 }
 926                         }
 927                 }
 928
 929                 cfs_expr_list_free(el);
 930
 931                 if (!cfs_cpt_online(cptab, cpt)) {
 932                         CERROR("No online CPU is found on partition %d\n", cpt);
 933                         goto failed;
 934                 }
 935
 936                 str = cfs_trimwhite(bracket + 1);
 937         }
 938
 939         return cptab;
 940
 941  failed:
 942         cfs_cpt_table_free(cptab);
 943         return NULL;
 944 }
 945
 946 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 947 static int
 948 cfs_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action, void *hcpu)
 949 {
 950         unsigned int  cpu = (unsigned long)hcpu;
 951         bool         warn;
 952
 953         switch (action) {
 954         case CPU_DEAD:
 955         case CPU_DEAD_FROZEN:
 956         case CPU_ONLINE:
 957         case CPU_ONLINE_FROZEN:
 958                 spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
 959                 cpt_data.cpt_version++;
 960                 spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
 961         default:
 962                 if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN) {
 963                         CDEBUG(D_INFO, "CPU changed [cpu %u action %lx]\n",
 964                                cpu, action);
 965                         break;
 966                 }
 967
 968                 mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
 969                 /* if all HTs in a core are offline, it may break affinity */
 970                 cfs_cpu_ht_siblings(cpu, cpt_data.cpt_cpumask);
 971                 warn = cpumask_any_and(cpt_data.cpt_cpumask,
 972                                        cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids;
 973                 mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
 974                 CDEBUG(warn ? D_WARNING : D_INFO,
 975                        "Lustre: can't support CPU plug-out well now, performance and stability could be impacted [CPU %u action: %lx]\n",
 976                        cpu, action);
 977         }
 978
 979         return NOTIFY_OK;
 980 }
 981
 982 static struct notifier_block cfs_cpu_notifier = {
 983         .notifier_call  = cfs_cpu_notify,
 984         .priority       = 0
 985 };
 986
 987 #endif
 988
 989 void
 990 cfs_cpu_fini(void)
 991 {
 992         if (cfs_cpt_table != NULL)
 993                 cfs_cpt_table_free(cfs_cpt_table);
 994
 995 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 996         unregister_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
 997 #endif
 998         if (cpt_data.cpt_cpumask != NULL)
 999                 LIBCFS_FREE(cpt_data.cpt_cpumask, cpumask_size());
1000 }
1001
1002 int
1003 cfs_cpu_init(void)
1004 {
1005         LASSERT(cfs_cpt_table == NULL);
1006
1007         memset(&cpt_data, 0, sizeof(cpt_data));
1008
1009         LIBCFS_ALLOC(cpt_data.cpt_cpumask, cpumask_size());
1010         if (cpt_data.cpt_cpumask == NULL) {
1011                 CERROR("Failed to allocate scratch buffer\n");
1012                 return -1;
1013         }
1014
1015         spin_lock_init(&cpt_data.cpt_lock);
1016         mutex_init(&cpt_data.cpt_mutex);
1017
1018 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1019         register_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1020 #endif
1021
1022         if (*cpu_pattern != 0) {
1023                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create_pattern(cpu_pattern);
1024                 if (cfs_cpt_table == NULL) {
1025                         CERROR("Failed to create cptab from pattern %s\n",
1026                                cpu_pattern);
1027                         goto failed;
1028                 }
1029
1030         } else {
1031                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create(cpu_npartitions);
1032                 if (cfs_cpt_table == NULL) {
1033                         CERROR("Failed to create ptable with npartitions %d\n",
1034                                cpu_npartitions);
1035                         goto failed;
1036                 }
1037         }
1038
1039         spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
1040         if (cfs_cpt_table->ctb_version != cpt_data.cpt_version) {
1041                 spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1042                 CERROR("CPU hotplug/unplug during setup\n");
1043                 goto failed;
1044         }
1045         spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1046
1047         LCONSOLE(0, "HW CPU cores: %d, npartitions: %d\n",
1048                  num_online_cpus(), cfs_cpt_number(cfs_cpt_table));
1049         return 0;
1050
1051  failed:
1052         cfs_cpu_fini();
1053         return -1;
1054 }
1055
1056 #endif