libcfs/libcfs/libcfs_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  * GPL HEADER END
  17  */
  18 /*
  19  * Copyright (c) 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  20  * Copyright (c) 2012, 2017, Intel Corporation.
  21  */
  22 /*
  23  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  24  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  25  *
  26  * Please see comments in libcfs/include/libcfs/libcfs_cpu.h for introduction
  27  *
  28  * Author: liang@whamcloud.com
  29  */
  30
  31 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LNET
  32
  33 #include <linux/cpu.h>
  34 #include <linux/sched.h>
  35 #include <libcfs/libcfs_cpu.h>
  36 #include <libcfs/libcfs.h>
  37
  38 /** Global CPU partition table */
  39 struct cfs_cpt_table *cfs_cpt_tab __read_mostly;
  40 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_tab);
  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  * i.e: "N", shortcut expression to create CPT from NUMA & CPU topology
  63  *
  64  * NB: If user specified cpu_pattern, cpu_npartitions will be ignored
  65  */
  66 static char *cpu_pattern = "N";
  67 module_param(cpu_pattern, charp, 0444);
  68 MODULE_PARM_DESC(cpu_pattern, "CPU partitions pattern");
  69
  70 struct cfs_cpt_table *cfs_cpt_table_alloc(int ncpt)
  71 {
  72         struct cfs_cpt_table *cptab;
  73         int i;
  74
  75         LIBCFS_ALLOC(cptab, sizeof(*cptab));
  76         if (!cptab)
  77                 return NULL;
  78
  79         cptab->ctb_nparts = ncpt;
  80
  81         if (!zalloc_cpumask_var(&cptab->ctb_cpumask, GFP_NOFS))
  82                 goto failed_alloc_cpumask;
  83
  84         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
  85         if (!cptab->ctb_nodemask)
  86                 goto failed_alloc_nodemask;
  87
  88         CFS_ALLOC_PTR_ARRAY(cptab->ctb_cpu2cpt, nr_cpu_ids);
  89         if (!cptab->ctb_cpu2cpt)
  90                 goto failed_alloc_cpu2cpt;
  91
  92         memset(cptab->ctb_cpu2cpt, -1,
  93                nr_cpu_ids * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
  94
  95         CFS_ALLOC_PTR_ARRAY(cptab->ctb_node2cpt, nr_node_ids);
  96         if (!cptab->ctb_node2cpt)
  97                 goto failed_alloc_node2cpt;
  98
  99         memset(cptab->ctb_node2cpt, -1,
 100                nr_node_ids * sizeof(cptab->ctb_node2cpt[0]));
 101
 102         CFS_ALLOC_PTR_ARRAY(cptab->ctb_parts, ncpt);
 103         if (!cptab->ctb_parts)
 104                 goto failed_alloc_ctb_parts;
 105
 106         memset(cptab->ctb_parts, -1, ncpt * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 107
 108         for (i = 0; i < ncpt; i++) {
 109                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 110
 111                 if (!zalloc_cpumask_var(&part->cpt_cpumask, GFP_NOFS))
 112                         goto failed_setting_ctb_parts;
 113
 114                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_nodemask, sizeof(*part->cpt_nodemask));
 115                 if (!part->cpt_nodemask)
 116                         goto failed_setting_ctb_parts;
 117
 118                 CFS_ALLOC_PTR_ARRAY(part->cpt_distance, cptab->ctb_nparts);
 119                 if (!part->cpt_distance)
 120                         goto failed_setting_ctb_parts;
 121
 122                 memset(part->cpt_distance, -1,
 123                        cptab->ctb_nparts * sizeof(part->cpt_distance[0]));
 124         }
 125
 126         return cptab;
 127
 128 failed_setting_ctb_parts:
 129         while (i-- >= 0) {
 130                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 131
 132                 if (part->cpt_nodemask) {
 133                         LIBCFS_FREE(part->cpt_nodemask,
 134                                     sizeof(*part->cpt_nodemask));
 135                 }
 136
 137                 free_cpumask_var(part->cpt_cpumask);
 138
 139                 if (part->cpt_distance) {
 140                         CFS_FREE_PTR_ARRAY(part->cpt_distance,
 141                                            cptab->ctb_nparts);
 142                 }
 143         }
 144
 145         if (cptab->ctb_parts)
 146                 CFS_FREE_PTR_ARRAY(cptab->ctb_parts, cptab->ctb_nparts);
 147
 148 failed_alloc_ctb_parts:
 149         if (cptab->ctb_node2cpt)
 150                 CFS_FREE_PTR_ARRAY(cptab->ctb_node2cpt, nr_node_ids);
 151
 152 failed_alloc_node2cpt:
 153         if (cptab->ctb_cpu2cpt)
 154                 CFS_FREE_PTR_ARRAY(cptab->ctb_cpu2cpt, nr_cpu_ids);
 155
 156 failed_alloc_cpu2cpt:
 157         if (cptab->ctb_nodemask)
 158                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 159 failed_alloc_nodemask:
 160         free_cpumask_var(cptab->ctb_cpumask);
 161 failed_alloc_cpumask:
 162         LIBCFS_FREE(cptab, sizeof(*cptab));
 163         return NULL;
 164 }
 165 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_alloc);
 166
 167 void cfs_cpt_table_free(struct cfs_cpt_table *cptab)
 168 {
 169         int i;
 170
 171         if (cptab->ctb_cpu2cpt)
 172                 CFS_FREE_PTR_ARRAY(cptab->ctb_cpu2cpt, nr_cpu_ids);
 173
 174         if (cptab->ctb_node2cpt)
 175                 CFS_FREE_PTR_ARRAY(cptab->ctb_node2cpt, nr_node_ids);
 176
 177         for (i = 0; cptab->ctb_parts && i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 178                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 179
 180                 if (part->cpt_nodemask) {
 181                         LIBCFS_FREE(part->cpt_nodemask,
 182                                     sizeof(*part->cpt_nodemask));
 183                 }
 184
 185                 free_cpumask_var(part->cpt_cpumask);
 186
 187                 if (part->cpt_distance)
 188                         CFS_FREE_PTR_ARRAY(part->cpt_distance,
 189                                            cptab->ctb_nparts);
 190         }
 191
 192         if (cptab->ctb_parts)
 193                 CFS_FREE_PTR_ARRAY(cptab->ctb_parts, cptab->ctb_nparts);
 194
 195         if (cptab->ctb_nodemask)
 196                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 197         free_cpumask_var(cptab->ctb_cpumask);
 198
 199         LIBCFS_FREE(cptab, sizeof(*cptab));
 200 }
 201 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_free);
 202
 203 int cfs_cpt_table_print(struct cfs_cpt_table *cptab, char *buf, int len)
 204 {
 205         char *tmp = buf;
 206         int rc;
 207         int i;
 208         int j;
 209
 210         for (i = 0; i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 211                 if (len <= 0)
 212                         goto err;
 213
 214                 rc = snprintf(tmp, len, "%d\t:", i);
 215                 len -= rc;
 216
 217                 if (len <= 0)
 218                         goto err;
 219
 220                 tmp += rc;
 221                 for_each_cpu(j, cptab->ctb_parts[i].cpt_cpumask) {
 222                         rc = snprintf(tmp, len, " %d", j);
 223                         len -= rc;
 224                         if (len <= 0)
 225                                 goto err;
 226                         tmp += rc;
 227                 }
 228
 229                 *tmp = '\n';
 230                 tmp++;
 231                 len--;
 232         }
 233
 234         return tmp - buf;
 235 err:
 236         return -E2BIG;
 237 }
 238 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_print);
 239
 240 int cfs_cpt_distance_print(struct cfs_cpt_table *cptab, char *buf, int len)
 241 {
 242         char *tmp = buf;
 243         int rc;
 244         int i;
 245         int j;
 246
 247         for (i = 0; i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 248                 if (len <= 0)
 249                         goto err;
 250
 251                 rc = snprintf(tmp, len, "%d\t:", i);
 252                 len -= rc;
 253
 254                 if (len <= 0)
 255                         goto err;
 256
 257                 tmp += rc;
 258                 for (j = 0; j < cptab->ctb_nparts; j++) {
 259                         rc = snprintf(tmp, len, " %d:%d", j,
 260                                       cptab->ctb_parts[i].cpt_distance[j]);
 261                         len -= rc;
 262                         if (len <= 0)
 263                                 goto err;
 264                         tmp += rc;
 265                 }
 266
 267                 *tmp = '\n';
 268                 tmp++;
 269                 len--;
 270         }
 271
 272         return tmp - buf;
 273 err:
 274         return -E2BIG;
 275 }
 276 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_distance_print);
 277
 278 int cfs_cpt_number(struct cfs_cpt_table *cptab)
 279 {
 280         return cptab->ctb_nparts;
 281 }
 282 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_number);
 283
 284 int cfs_cpt_weight(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 285 {
 286         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 287
 288         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 289                cpumask_weight(cptab->ctb_cpumask) :
 290                cpumask_weight(cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 291 }
 292 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_weight);
 293
 294 int cfs_cpt_online(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 295 {
 296         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 297
 298         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 299                cpumask_any_and(cptab->ctb_cpumask,
 300                                cpu_online_mask) < nr_cpu_ids :
 301                cpumask_any_and(cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask,
 302                                cpu_online_mask) < nr_cpu_ids;
 303 }
 304 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_online);
 305
 306 cpumask_var_t *cfs_cpt_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 307 {
 308         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 309
 310         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 311                &cptab->ctb_cpumask : &cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 312 }
 313 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_cpumask);
 314
 315 nodemask_t *cfs_cpt_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 316 {
 317         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 318
 319         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 320                cptab->ctb_nodemask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 321 }
 322 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_nodemask);
 323
 324 unsigned int cfs_cpt_distance(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt1, int cpt2)
 325 {
 326         LASSERT(cpt1 == CFS_CPT_ANY || (cpt1 >= 0 && cpt1 < cptab->ctb_nparts));
 327         LASSERT(cpt2 == CFS_CPT_ANY || (cpt2 >= 0 && cpt2 < cptab->ctb_nparts));
 328
 329         if (cpt1 == CFS_CPT_ANY || cpt2 == CFS_CPT_ANY)
 330                 return cptab->ctb_distance;
 331
 332         return cptab->ctb_parts[cpt1].cpt_distance[cpt2];
 333 }
 334 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_distance);
 335
 336 /*
 337  * Calculate the maximum NUMA distance between all nodes in the
 338  * from_mask and all nodes in the to_mask.
 339  */
 340 static unsigned int cfs_cpt_distance_calculate(nodemask_t *from_mask,
 341                                                nodemask_t *to_mask)
 342 {
 343         unsigned int maximum;
 344         unsigned int distance;
 345         int from;
 346         int to;
 347
 348         maximum = 0;
 349         for_each_node_mask(from, *from_mask) {
 350                 for_each_node_mask(to, *to_mask) {
 351                         distance = node_distance(from, to);
 352                         if (maximum < distance)
 353                                 maximum = distance;
 354                 }
 355         }
 356         return maximum;
 357 }
 358
 359 static void cfs_cpt_add_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 360 {
 361         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = cpt;
 362
 363         cpumask_set_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask);
 364         cpumask_set_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 365 }
 366
 367 static void cfs_cpt_del_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 368 {
 369         cpumask_clear_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 370         cpumask_clear_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask);
 371
 372         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = -1;
 373 }
 374
 375 static void cfs_cpt_add_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 376 {
 377         struct cfs_cpu_partition *part;
 378
 379         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask)) {
 380                 unsigned int dist;
 381
 382                 /* first time node is added to the CPT table */
 383                 node_set(node, *cptab->ctb_nodemask);
 384                 cptab->ctb_node2cpt[node] = cpt;
 385
 386                 dist = cfs_cpt_distance_calculate(cptab->ctb_nodemask,
 387                                                   cptab->ctb_nodemask);
 388                 cptab->ctb_distance = dist;
 389         }
 390
 391         part = &cptab->ctb_parts[cpt];
 392         if (!node_isset(node, *part->cpt_nodemask)) {
 393                 int cpt2;
 394
 395                 /* first time node is added to this CPT */
 396                 node_set(node, *part->cpt_nodemask);
 397                 for (cpt2 = 0; cpt2 < cptab->ctb_nparts; cpt2++) {
 398                         struct cfs_cpu_partition *part2;
 399                         unsigned int dist;
 400
 401                         part2 = &cptab->ctb_parts[cpt2];
 402                         dist = cfs_cpt_distance_calculate(part->cpt_nodemask,
 403                                                           part2->cpt_nodemask);
 404                         part->cpt_distance[cpt2] = dist;
 405                         dist = cfs_cpt_distance_calculate(part2->cpt_nodemask,
 406                                                           part->cpt_nodemask);
 407                         part2->cpt_distance[cpt] = dist;
 408                 }
 409         }
 410 }
 411
 412 static void cfs_cpt_del_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 413 {
 414         struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[cpt];
 415         int cpu;
 416
 417         for_each_cpu(cpu, part->cpt_cpumask) {
 418                 /* this CPT has other CPU belonging to this node? */
 419                 if (cpu_to_node(cpu) == node)
 420                         break;
 421         }
 422
 423         if (cpu >= nr_cpu_ids && node_isset(node,  *part->cpt_nodemask)) {
 424                 int cpt2;
 425
 426                 /* No more CPUs in the node for this CPT. */
 427                 node_clear(node, *part->cpt_nodemask);
 428                 for (cpt2 = 0; cpt2 < cptab->ctb_nparts; cpt2++) {
 429                         struct cfs_cpu_partition *part2;
 430                         unsigned int dist;
 431
 432                         part2 = &cptab->ctb_parts[cpt2];
 433                         if (node_isset(node, *part2->cpt_nodemask))
 434                                 cptab->ctb_node2cpt[node] = cpt2;
 435
 436                         dist = cfs_cpt_distance_calculate(part->cpt_nodemask,
 437                                                           part2->cpt_nodemask);
 438                         part->cpt_distance[cpt2] = dist;
 439                         dist = cfs_cpt_distance_calculate(part2->cpt_nodemask,
 440                                                           part->cpt_nodemask);
 441                         part2->cpt_distance[cpt] = dist;
 442                 }
 443         }
 444
 445         for_each_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask) {
 446                 /* this CPT-table has other CPUs belonging to this node? */
 447                 if (cpu_to_node(cpu) == node)
 448                         break;
 449         }
 450
 451         if (cpu >= nr_cpu_ids && node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask)) {
 452                 /* No more CPUs in the table for this node. */
 453                 node_clear(node, *cptab->ctb_nodemask);
 454                 cptab->ctb_node2cpt[node] = -1;
 455                 cptab->ctb_distance =
 456                         cfs_cpt_distance_calculate(cptab->ctb_nodemask,
 457                                                    cptab->ctb_nodemask);
 458         }
 459 }
 460
 461 int cfs_cpt_set_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 462 {
 463         LASSERT(cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts);
 464
 465         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu)) {
 466                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is invalid or it's offline\n", cpu);
 467                 return 0;
 468         }
 469
 470         if (cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] != -1) {
 471                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is already in partition %d\n",
 472                        cpu, cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]);
 473                 return 0;
 474         }
 475
 476         if (cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask)) {
 477                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is already in cpumask\n", cpu);
 478                 return 0;
 479         }
 480
 481         if (cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask)) {
 482                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is already in partition %d cpumask\n",
 483                        cpu, cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]);
 484                 return 0;
 485         }
 486
 487         cfs_cpt_add_cpu(cptab, cpt, cpu);
 488         cfs_cpt_add_node(cptab, cpt, cpu_to_node(cpu));
 489
 490         return 1;
 491 }
 492 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpu);
 493
 494 void cfs_cpt_unset_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 495 {
 496         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 497
 498         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids) {
 499                 CDEBUG(D_INFO, "Invalid CPU id %d\n", cpu);
 500                 return;
 501         }
 502
 503         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 504                 /* caller doesn't know the partition ID */
 505                 cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 506                 if (cpt < 0) { /* not set in this CPT-table */
 507                         CDEBUG(D_INFO,
 508                                "Try to unset cpu %d which is not in CPT-table %p\n",
 509                                cpt, cptab);
 510                         return;
 511                 }
 512
 513         } else if (cpt != cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]) {
 514                 CDEBUG(D_INFO,
 515                        "CPU %d is not in CPU partition %d\n", cpu, cpt);
 516                 return;
 517         }
 518
 519         LASSERT(cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 520         LASSERT(cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask));
 521
 522         cfs_cpt_del_cpu(cptab, cpt, cpu);
 523         cfs_cpt_del_node(cptab, cpt, cpu_to_node(cpu));
 524 }
 525 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpu);
 526
 527 int cfs_cpt_set_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 528                         const cpumask_t *mask)
 529 {
 530         int cpu;
 531
 532         if (!cpumask_weight(mask) ||
 533             cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids) {
 534                 CDEBUG(D_INFO,
 535                        "No online CPU is found in the CPU mask for CPU partition %d\n",
 536                        cpt);
 537                 return 0;
 538         }
 539
 540         for_each_cpu(cpu, mask) {
 541                 cfs_cpt_add_cpu(cptab, cpt, cpu);
 542                 cfs_cpt_add_node(cptab, cpt, cpu_to_node(cpu));
 543         }
 544
 545         return 1;
 546 }
 547 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpumask);
 548
 549 void cfs_cpt_unset_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 550                            const cpumask_t *mask)
 551 {
 552         int cpu;
 553
 554         for_each_cpu(cpu, mask) {
 555                 cfs_cpt_del_cpu(cptab, cpt, cpu);
 556                 cfs_cpt_del_node(cptab, cpt, cpu_to_node(cpu));
 557         }
 558 }
 559 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpumask);
 560
 561 int cfs_cpt_set_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 562 {
 563         const cpumask_t *mask;
 564         int cpu;
 565
 566         if (node < 0 || node >= nr_node_ids) {
 567                 CDEBUG(D_INFO,
 568                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 569                 return 0;
 570         }
 571
 572         mask = cpumask_of_node(node);
 573
 574         for_each_cpu(cpu, mask)
 575                 cfs_cpt_add_cpu(cptab, cpt, cpu);
 576
 577         cfs_cpt_add_node(cptab, cpt, node);
 578
 579         return 1;
 580 }
 581 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_node);
 582
 583 void cfs_cpt_unset_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 584 {
 585         const cpumask_t *mask;
 586         int cpu;
 587
 588         if (node < 0 || node >= nr_node_ids) {
 589                 CDEBUG(D_INFO,
 590                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 591                 return;
 592         }
 593
 594         mask = cpumask_of_node(node);
 595
 596         for_each_cpu(cpu, mask)
 597                 cfs_cpt_del_cpu(cptab, cpt, cpu);
 598
 599         cfs_cpt_del_node(cptab, cpt, node);
 600 }
 601 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_node);
 602
 603 int cfs_cpt_set_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 604                          const nodemask_t *mask)
 605 {
 606         int node;
 607
 608         for_each_node_mask(node, *mask)
 609                 cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, node);
 610
 611         return 1;
 612 }
 613 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_nodemask);
 614
 615 void cfs_cpt_unset_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 616                             const nodemask_t *mask)
 617 {
 618         int node;
 619
 620         for_each_node_mask(node, *mask)
 621                 cfs_cpt_unset_node(cptab, cpt, node);
 622 }
 623 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_nodemask);
 624
 625 int cfs_cpt_spread_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 626 {
 627         nodemask_t *mask;
 628         int weight;
 629         unsigned int rotor;
 630         int node = 0;
 631
 632         /* convert CPU partition ID to HW node id */
 633
 634         if (cpt < 0 || cpt >= cptab->ctb_nparts) {
 635                 mask = cptab->ctb_nodemask;
 636                 rotor = cptab->ctb_spread_rotor++;
 637         } else {
 638                 mask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 639                 rotor = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_spread_rotor++;
 640                 node  = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_node;
 641         }
 642
 643         weight = nodes_weight(*mask);
 644         if (weight > 0) {
 645                 rotor %= weight;
 646
 647                 for_each_node_mask(node, *mask) {
 648                         if (!rotor--)
 649                                 return node;
 650                 }
 651         }
 652
 653         return node;
 654 }
 655 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_spread_node);
 656
 657 int cfs_cpt_current(struct cfs_cpt_table *cptab, int remap)
 658 {
 659         int cpu;
 660         int cpt;
 661
 662         preempt_disable();
 663         cpu = smp_processor_id();
 664         cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 665
 666         if (cpt < 0 && remap) {
 667                 /* don't return negative value for safety of upper layer,
 668                  * instead we shadow the unknown cpu to a valid partition ID
 669                  */
 670                 cpt = cpu % cptab->ctb_nparts;
 671         }
 672         preempt_enable();
 673         return cpt;
 674 }
 675 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_current);
 676
 677 int cfs_cpt_of_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpu)
 678 {
 679         LASSERT(cpu >= 0 && cpu < nr_cpu_ids);
 680
 681         return cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 682 }
 683 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_of_cpu);
 684
 685 int cfs_cpt_of_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int node)
 686 {
 687         if (node < 0 || node > nr_node_ids)
 688                 return CFS_CPT_ANY;
 689
 690         return cptab->ctb_node2cpt[node];
 691 }
 692 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_of_node);
 693
 694 int cfs_cpt_bind(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 695 {
 696         nodemask_t *nodemask;
 697         cpumask_t *cpumask;
 698         int cpu;
 699         int rc;
 700
 701         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 702
 703         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 704                 cpumask = cptab->ctb_cpumask;
 705                 nodemask = cptab->ctb_nodemask;
 706         } else {
 707                 cpumask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 708                 nodemask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 709         }
 710
 711         if (!cpumask_intersects(cpumask, cpu_online_mask)) {
 712                 CDEBUG(D_INFO,
 713                        "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",
 714                         cpt);
 715                 return -ENODEV;
 716         }
 717
 718         for_each_online_cpu(cpu) {
 719                 if (cpumask_test_cpu(cpu, cpumask))
 720                         continue;
 721
 722                 rc = set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask);
 723                 set_mems_allowed(*nodemask);
 724                 if (!rc)
 725                         schedule(); /* switch to allowed CPU */
 726
 727                 return rc;
 728         }
 729
 730         /* don't need to set affinity because all online CPUs are covered */
 731         return 0;
 732 }
 733 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_bind);
 734
 735 /**
 736  * Choose max to \a number CPUs from \a node and set them in \a cpt.
 737  * We always prefer to choose CPU in the same core/socket.
 738  */
 739 static int cfs_cpt_choose_ncpus(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 740                                 cpumask_t *node_mask, int number)
 741 {
 742         cpumask_var_t socket_mask;
 743         cpumask_var_t core_mask;
 744         int rc = 0;
 745         int cpu;
 746         int i;
 747
 748         LASSERT(number > 0);
 749
 750         if (number >= cpumask_weight(node_mask)) {
 751                 while (!cpumask_empty(node_mask)) {
 752                         cpu = cpumask_first(node_mask);
 753                         cpumask_clear_cpu(cpu, node_mask);
 754
 755                         if (!cpu_online(cpu))
 756                                 continue;
 757
 758                         rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, cpu);
 759                         if (!rc)
 760                                 return -EINVAL;
 761                 }
 762                 return 0;
 763         }
 764
 765         /*
 766          * Allocate scratch buffers
 767          * As we cannot initialize a cpumask_var_t, we need
 768          * to alloc both before we can risk trying to free either
 769          */
 770         if (!zalloc_cpumask_var(&socket_mask, GFP_NOFS))
 771                 rc = -ENOMEM;
 772         if (!zalloc_cpumask_var(&core_mask, GFP_NOFS))
 773                 rc = -ENOMEM;
 774         if (rc)
 775                 goto out;
 776
 777         while (!cpumask_empty(node_mask)) {
 778                 cpu = cpumask_first(node_mask);
 779
 780                 /* get cpumask for cores in the same socket */
 781                 cpumask_and(socket_mask, topology_core_cpumask(cpu), node_mask);
 782                 while (!cpumask_empty(socket_mask)) {
 783                         /* get cpumask for hts in the same core */
 784                         cpumask_and(core_mask, topology_sibling_cpumask(cpu),
 785                                     node_mask);
 786
 787                         for_each_cpu(i, core_mask) {
 788                                 cpumask_clear_cpu(i, socket_mask);
 789                                 cpumask_clear_cpu(i, node_mask);
 790
 791                                 if (!cpu_online(i))
 792                                         continue;
 793
 794                                 rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 795                                 if (!rc) {
 796                                         rc = -EINVAL;
 797                                         goto out;
 798                                 }
 799
 800                                 if (!--number)
 801                                         goto out;
 802                         }
 803                         cpu = cpumask_first(socket_mask);
 804                 }
 805         }
 806
 807 out:
 808         free_cpumask_var(socket_mask);
 809         free_cpumask_var(core_mask);
 810         return rc;
 811 }
 812
 813 #define CPT_WEIGHT_MIN 4
 814
 815 static int cfs_cpt_num_estimate(void)
 816 {
 817         int nthr = cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(smp_processor_id()));
 818         int ncpu = num_online_cpus();
 819         int ncpt = 1;
 820
 821         if (ncpu > CPT_WEIGHT_MIN)
 822                 for (ncpt = 2; ncpu > 2 * nthr * ncpt; ncpt++)
 823                         ; /* nothing */
 824
 825 #if (BITS_PER_LONG == 32)
 826         /* config many CPU partitions on 32-bit system could consume
 827          * too much memory
 828          */
 829         ncpt = min(2, ncpt);
 830 #endif
 831         while (ncpu % ncpt)
 832                 ncpt--; /* worst case is 1 */
 833
 834         return ncpt;
 835 }
 836
 837 static struct cfs_cpt_table *cfs_cpt_table_create(int ncpt)
 838 {
 839         struct cfs_cpt_table *cptab = NULL;
 840         cpumask_var_t node_mask;
 841         int cpt = 0;
 842         int node;
 843         int num;
 844         int rem;
 845         int rc = 0;
 846
 847         num = cfs_cpt_num_estimate();
 848         if (ncpt <= 0)
 849                 ncpt = num;
 850
 851         if (ncpt > num_online_cpus()) {
 852                 rc = -EINVAL;
 853                 CERROR("libcfs: CPU partition count %d > cores %d: rc = %d\n",
 854                        ncpt, num_online_cpus(), rc);
 855                 goto failed;
 856         }
 857
 858         if (ncpt > 4 * num) {
 859                 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",
 860                       ncpt, num);
 861         }
 862
 863         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 864         if (!cptab) {
 865                 CERROR("Failed to allocate CPU map(%d)\n", ncpt);
 866                 rc = -ENOMEM;
 867                 goto failed;
 868         }
 869
 870         if (!zalloc_cpumask_var(&node_mask, GFP_NOFS)) {
 871                 CERROR("Failed to allocate scratch cpumask\n");
 872                 rc = -ENOMEM;
 873                 goto failed;
 874         }
 875
 876         num = num_online_cpus() / ncpt;
 877         rem = num_online_cpus() % ncpt;
 878         for_each_online_node(node) {
 879                 cpumask_copy(node_mask, cpumask_of_node(node));
 880
 881                 while (cpt < ncpt && !cpumask_empty(node_mask)) {
 882                         struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[cpt];
 883                         int ncpu = cpumask_weight(part->cpt_cpumask);
 884
 885                         rc = cfs_cpt_choose_ncpus(cptab, cpt, node_mask,
 886                                                   (rem > 0) + num - ncpu);
 887                         if (rc < 0) {
 888                                 rc = -EINVAL;
 889                                 goto failed_mask;
 890                         }
 891
 892                         ncpu = cpumask_weight(part->cpt_cpumask);
 893                         if (ncpu == num + !!(rem > 0)) {
 894                                 cpt++;
 895                                 rem--;
 896                         }
 897                 }
 898         }
 899
 900         free_cpumask_var(node_mask);
 901
 902         return cptab;
 903
 904 failed_mask:
 905         free_cpumask_var(node_mask);
 906 failed:
 907         CERROR("Failed (rc = %d) to setup CPU partition table with %d partitions, online HW NUMA nodes: %d, HW CPU cores: %d.\n",
 908                rc, ncpt, num_online_nodes(), num_online_cpus());
 909
 910         if (cptab)
 911                 cfs_cpt_table_free(cptab);
 912
 913         return ERR_PTR(rc);
 914 }
 915
 916 static struct cfs_cpt_table *cfs_cpt_table_create_pattern(const char *pattern)
 917 {
 918         struct cfs_cpt_table *cptab;
 919         char *pattern_dup;
 920         char *bracket;
 921         char *str;
 922         int node = 0;
 923         int ncpt = 0;
 924         int cpt = 0;
 925         int high;
 926         int rc;
 927         int c;
 928         int i;
 929
 930         pattern_dup = kstrdup(pattern, GFP_KERNEL);
 931         if (!pattern_dup) {
 932                 CERROR("Failed to duplicate pattern '%s'\n", pattern);
 933                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 934         }
 935
 936         str = strim(pattern_dup);
 937         if (*str == 'n' || *str == 'N') {
 938                 str++; /* skip 'N' char */
 939                 node = 1; /* NUMA pattern */
 940                 if (*str == '\0') {
 941                         node = -1;
 942                         for_each_online_node(i) {
 943                                 if (!cpumask_empty(cpumask_of_node(i)))
 944                                         ncpt++;
 945                         }
 946                         if (ncpt == 1) { /* single NUMA node */
 947                                 kfree(pattern_dup);
 948                                 return cfs_cpt_table_create(cpu_npartitions);
 949                         }
 950                 }
 951         }
 952
 953         if (!ncpt) { /* scanning bracket which is mark of partition */
 954                 bracket = str;
 955                 while ((bracket = strchr(bracket, '['))) {
 956                         bracket++;
 957                         ncpt++;
 958                 }
 959         }
 960
 961         if (!ncpt ||
 962             (node && ncpt > num_online_nodes()) ||
 963             (!node && ncpt > num_online_cpus())) {
 964                 CERROR("Invalid pattern '%s', or too many partitions %d\n",
 965                        pattern_dup, ncpt);
 966                 rc = -EINVAL;
 967                 goto err_free_str;
 968         }
 969
 970         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 971         if (!cptab) {
 972                 CERROR("Failed to allocate CPU partition table\n");
 973                 rc = -ENOMEM;
 974                 goto err_free_str;
 975         }
 976
 977         if (node < 0) { /* shortcut to create CPT from NUMA & CPU topology */
 978                 for_each_online_node(i) {
 979                         if (cpumask_empty(cpumask_of_node(i)))
 980                                 continue;
 981
 982                         rc = cfs_cpt_set_node(cptab, cpt++, i);
 983                         if (!rc) {
 984                                 rc = -EINVAL;
 985                                 goto err_free_table;
 986                         }
 987                 }
 988                 kfree(pattern_dup);
 989                 return cptab;
 990         }
 991
 992         high = node ? nr_node_ids - 1 : nr_cpu_ids - 1;
 993
 994         for (str = strim(str), c = 0; /* until break */; c++) {
 995                 struct cfs_range_expr *range;
 996                 struct cfs_expr_list *el;
 997                 int n;
 998
 999                 bracket = strchr(str, '[');
1000                 if (!bracket) {
1001                         if (*str) {
1002                                 CERROR("Invalid pattern '%s'\n", str);
1003                                 rc = -EINVAL;
1004                                 goto err_free_table;
1005                         } else if (c != ncpt) {
1006                                 CERROR("Expect %d partitions but found %d\n",
1007                                        ncpt, c);
1008                                 rc = -EINVAL;
1009                                 goto err_free_table;
1010                         }
1011                         break;
1012                 }
1013
1014                 if (sscanf(str, "%d%n", &cpt, &n) < 1) {
1015                         CERROR("Invalid CPU pattern '%s'\n", str);
1016                         rc = -EINVAL;
1017                         goto err_free_table;
1018                 }
1019
1020                 if (cpt < 0 || cpt >= ncpt) {
1021                         CERROR("Invalid partition id %d, total partitions %d\n",
1022                                cpt, ncpt);
1023                         rc = -EINVAL;
1024                         goto err_free_table;
1025                 }
1026
1027                 if (cfs_cpt_weight(cptab, cpt)) {
1028                         CERROR("Partition %d has already been set.\n", cpt);
1029                         rc = -EPERM;
1030                         goto err_free_table;
1031                 }
1032
1033                 str = strim(str + n);
1034                 if (str != bracket) {
1035                         CERROR("Invalid pattern '%s'\n", str);
1036                         rc = -EINVAL;
1037                         goto err_free_table;
1038                 }
1039
1040                 bracket = strchr(str, ']');
1041                 if (!bracket) {
1042                         CERROR("Missing right bracket for partition %d in '%s'\n",
1043                                cpt, str);
1044                         rc = -EINVAL;
1045                         goto err_free_table;
1046                 }
1047
1048                 rc = cfs_expr_list_parse(str, (bracket - str) + 1, 0, high,
1049                                          &el);
1050                 if (rc) {
1051                         CERROR("Can't parse number range in '%s'\n", str);
1052                         rc = -ERANGE;
1053                         goto err_free_table;
1054                 }
1055
1056                 list_for_each_entry(range, &el->el_exprs, re_link) {
1057                         for (i = range->re_lo; i <= range->re_hi; i++) {
1058                                 if ((i - range->re_lo) % range->re_stride)
1059                                         continue;
1060
1061                                 rc = node ? cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i)
1062                                           : cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
1063                                 if (!rc) {
1064                                         cfs_expr_list_free(el);
1065                                         rc = -EINVAL;
1066                                         goto err_free_table;
1067                                 }
1068                         }
1069                 }
1070
1071                 cfs_expr_list_free(el);
1072
1073                 if (!cfs_cpt_online(cptab, cpt)) {
1074                         CERROR("No online CPU is found on partition %d\n", cpt);
1075                         rc = -ENODEV;
1076                         goto err_free_table;
1077                 }
1078
1079                 str = strim(bracket + 1);
1080         }
1081
1082         kfree(pattern_dup);
1083         return cptab;
1084
1085 err_free_table:
1086         cfs_cpt_table_free(cptab);
1087 err_free_str:
1088         kfree(pattern_dup);
1089         return ERR_PTR(rc);
1090 }
1091
1092 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1093 #ifdef HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE
1094 static enum cpuhp_state lustre_cpu_online;
1095
1096 static int cfs_cpu_online(unsigned int cpu)
1097 {
1098         return 0;
1099 }
1100 #endif
1101
1102 static int cfs_cpu_dead(unsigned int cpu)
1103 {
1104         bool warn;
1105
1106         /* if all HTs in a core are offline, it may break affinity */
1107         warn = cpumask_any_and(topology_sibling_cpumask(cpu),
1108                                cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids;
1109         CDEBUG(warn ? D_WARNING : D_INFO,
1110                "Lustre: can't support CPU plug-out well now, performance and stability could be impacted [CPU %u]\n",
1111                cpu);
1112         return 0;
1113 }
1114
1115 #ifndef HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE
1116 static int cfs_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action,
1117                           void *hcpu)
1118 {
1119         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1120
1121         switch (action) {
1122         case CPU_DEAD:
1123         case CPU_DEAD_FROZEN:
1124         case CPU_ONLINE:
1125         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1126         default:
1127                 if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN) {
1128                         CDEBUG(D_INFO, "CPU changed [cpu %u action %lx]\n",
1129                                cpu, action);
1130                         break;
1131                 }
1132
1133                 cfs_cpu_dead(cpu);
1134         }
1135
1136         return NOTIFY_OK;
1137 }
1138
1139 static struct notifier_block cfs_cpu_notifier = {
1140         .notifier_call  = cfs_cpu_notify,
1141         .priority       = 0
1142 };
1143 #endif /* !HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE */
1144 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1145
1146 void cfs_cpu_fini(void)
1147 {
1148         if (!IS_ERR_OR_NULL(cfs_cpt_tab))
1149                 cfs_cpt_table_free(cfs_cpt_tab);
1150
1151 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1152 #ifdef HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE
1153         if (lustre_cpu_online > 0)
1154                 cpuhp_remove_state_nocalls(lustre_cpu_online);
1155         cpuhp_remove_state_nocalls(CPUHP_LUSTRE_CFS_DEAD);
1156 #else
1157         unregister_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1158 #endif /* !HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE */
1159 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1160 }
1161
1162 int cfs_cpu_init(void)
1163 {
1164         int ret;
1165
1166         LASSERT(!cfs_cpt_tab);
1167
1168 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1169 #ifdef HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE
1170         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_LUSTRE_CFS_DEAD,
1171                                         "fs/lustre/cfe:dead", NULL,
1172                                         cfs_cpu_dead);
1173         if (ret < 0)
1174                 goto failed_cpu_dead;
1175
1176         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
1177                                         "fs/lustre/cfe:online",
1178                                         cfs_cpu_online, NULL);
1179         if (ret < 0)
1180                 goto failed_cpu_online;
1181
1182         lustre_cpu_online = ret;
1183 #else
1184         register_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1185 #endif /* !HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE */
1186 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1187
1188         get_online_cpus();
1189         if (*cpu_pattern) {
1190                 cfs_cpt_tab = cfs_cpt_table_create_pattern(cpu_pattern);
1191                 if (IS_ERR(cfs_cpt_tab)) {
1192                         CERROR("Failed to create cptab from pattern '%s'\n",
1193                                cpu_pattern);
1194                         ret = PTR_ERR(cfs_cpt_tab);
1195                         goto failed_alloc_table;
1196                 }
1197
1198         } else {
1199                 cfs_cpt_tab = cfs_cpt_table_create(cpu_npartitions);
1200                 if (IS_ERR(cfs_cpt_tab)) {
1201                         CERROR("Failed to create cptab with npartitions %d\n",
1202                                cpu_npartitions);
1203                         ret = PTR_ERR(cfs_cpt_tab);
1204                         goto failed_alloc_table;
1205                 }
1206         }
1207
1208         put_online_cpus();
1209
1210         LCONSOLE(0, "HW NUMA nodes: %d, HW CPU cores: %d, npartitions: %d\n",
1211                  num_online_nodes(), num_online_cpus(),
1212                  cfs_cpt_number(cfs_cpt_tab));
1213         return 0;
1214
1215 failed_alloc_table:
1216         put_online_cpus();
1217
1218         if (!IS_ERR_OR_NULL(cfs_cpt_tab))
1219                 cfs_cpt_table_free(cfs_cpt_tab);
1220
1221 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1222 #ifdef HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE
1223         if (lustre_cpu_online > 0)
1224                 cpuhp_remove_state_nocalls(lustre_cpu_online);
1225 failed_cpu_online:
1226         cpuhp_remove_state_nocalls(CPUHP_LUSTRE_CFS_DEAD);
1227 failed_cpu_dead:
1228 #else
1229         unregister_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1230 #endif /* !HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE */
1231 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1232         return ret;
1233 }