libcfs/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 <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 CFS_MODULE_PARM(cpu_npartitions, "i", int, 0444, "# of CPU partitions");
  51
  52 /**
  53  * modparam for setting CPU partitions patterns:
  54  *
  55  * i.e: "0[0,1,2,3] 1[4,5,6,7]", number before bracket is CPU partition ID,
  56  *      number in bracket is processor ID (core or HT)
  57  *
  58  * i.e: "N 0[0,1] 1[2,3]" the first character 'N' means numbers in bracket
  59  *       are NUMA node ID, number before bracket is CPU partition ID.
  60  *
  61  * NB: If user specified cpu_pattern, cpu_npartitions will be ignored
  62  */
  63 static char     *cpu_pattern = "";
  64 CFS_MODULE_PARM(cpu_pattern, "s", charp, 0444, "CPU partitions pattern");
  65
  66 struct cfs_cpt_data {
  67         /* serialize hotplug etc */
  68         spinlock_t              cpt_lock;
  69         /* reserved for hotplug */
  70         unsigned long           cpt_version;
  71         /* mutex to protect cpt_cpumask */
  72         struct semaphore        cpt_mutex;
  73         /* scratch buffer for set/unset_node */
  74         cpumask_t               *cpt_cpumask;
  75 };
  76
  77 static struct cfs_cpt_data      cpt_data;
  78
  79 void
  80 cfs_cpu_core_siblings(int cpu, cpumask_t *mask)
  81 {
  82 #if defined(HAVE_TOPOLOGY_CORE_CPUMASK) && defined(HAVE_CPUMASK_COPY)
  83         /* return cpumask of cores in the same socket */
  84         cpumask_copy(mask, topology_core_cpumask(cpu));
  85 #elif defined(HAVE_TOPOLOGY_CORE_SIBLINGS)
  86         *mask = topology_core_siblings(cpu);
  87 #else
  88         cpus_clear(*mask);
  89         cpu_set(cpu, *mask);
  90 #endif
  91 }
  92 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_core_siblings);
  93
  94 /* return number of cores in the same socket of \a cpu */
  95 int
  96 cfs_cpu_core_nsiblings(int cpu)
  97 {
  98         int     num;
  99
 100         down(&cpt_data.cpt_mutex);
 101
 102         cfs_cpu_core_siblings(cpu, cpt_data.cpt_cpumask);
 103         num = cpus_weight(*cpt_data.cpt_cpumask);
 104
 105         up(&cpt_data.cpt_mutex);
 106
 107         return num;
 108 }
 109 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_core_nsiblings);
 110
 111 /* return cpumask of HTs in the same core */
 112 void
 113 cfs_cpu_ht_siblings(int cpu, cpumask_t *mask)
 114 {
 115 #if defined(HAVE_TOPOLOGY_THREAD_CPUMASK) && defined(HAVE_CPUMASK_COPY)
 116         cpumask_copy(mask, topology_thread_cpumask(cpu));
 117 #elif defined(HAVE_TOPOLOGY_THREAD_SIBLINGS)
 118         *mask = topology_thread_siblings(cpu);
 119 #else
 120         cpus_clear(*mask);
 121         cpu_set(cpu, *mask);
 122 #endif
 123 }
 124 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_ht_siblings);
 125
 126 /* return number of HTs in the same core of \a cpu */
 127 int
 128 cfs_cpu_ht_nsiblings(int cpu)
 129 {
 130         int     num;
 131
 132         down(&cpt_data.cpt_mutex);
 133
 134         cfs_cpu_ht_siblings(cpu, cpt_data.cpt_cpumask);
 135         num = cpus_weight(*cpt_data.cpt_cpumask);
 136
 137         up(&cpt_data.cpt_mutex);
 138
 139         return num;
 140 }
 141 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_ht_nsiblings);
 142
 143 void
 144 cfs_node_to_cpumask(int node, cpumask_t *mask)
 145 {
 146 #if defined(HAVE_CPUMASK_OF_NODE) && defined(HAVE_CPUMASK_COPY)
 147         cpumask_copy(mask, cpumask_of_node(node));
 148 #elif defined(HAVE_NODE_TO_CPUMASK)
 149         *mask = node_to_cpumask(node);
 150 #else
 151         cpus_clear(*mask);
 152         for_each_online_cpu(i) {
 153                 if (cpu_to_node(i) == node)
 154                         cpu_set(i, *mask);
 155         }
 156 #endif
 157 }
 158 EXPORT_SYMBOL(cfs_node_to_cpumask);
 159
 160 void
 161 cfs_cpt_table_free(struct cfs_cpt_table *cptab)
 162 {
 163         int     i;
 164
 165         if (cptab->ctb_cpu2cpt != NULL) {
 166                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpu2cpt,
 167                             num_possible_cpus() *
 168                             sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 169         }
 170
 171         for (i = 0; cptab->ctb_parts != NULL && i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 172                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 173
 174                 if (part->cpt_nodemask != NULL) {
 175                         LIBCFS_FREE(part->cpt_nodemask,
 176                                     sizeof(*part->cpt_nodemask));
 177                 }
 178
 179                 if (part->cpt_cpumask != NULL)
 180                         LIBCFS_FREE(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 181         }
 182
 183         if (cptab->ctb_parts != NULL) {
 184                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_parts,
 185                             cptab->ctb_nparts * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 186         }
 187
 188         if (cptab->ctb_nodemask != NULL)
 189                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 190         if (cptab->ctb_cpumask != NULL)
 191                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 192
 193         LIBCFS_FREE(cptab, sizeof(*cptab));
 194 }
 195 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_free);
 196
 197 struct cfs_cpt_table *
 198 cfs_cpt_table_alloc(unsigned int ncpt)
 199 {
 200         struct cfs_cpt_table *cptab;
 201         int     i;
 202
 203         LIBCFS_ALLOC(cptab, sizeof(*cptab));
 204         if (cptab == NULL)
 205                 return NULL;
 206
 207         cptab->ctb_nparts = ncpt;
 208
 209         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 210         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 211
 212         if (cptab->ctb_cpumask == NULL || cptab->ctb_nodemask == NULL)
 213                 goto failed;
 214
 215         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpu2cpt,
 216                      num_possible_cpus() * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 217         if (cptab->ctb_cpu2cpt == NULL)
 218                 goto failed;
 219
 220         memset(cptab->ctb_cpu2cpt, -1,
 221                num_possible_cpus() * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 222
 223         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_parts, ncpt * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 224         if (cptab->ctb_parts == NULL)
 225                 goto failed;
 226
 227         for (i = 0; i < ncpt; i++) {
 228                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 229
 230                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 231                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_nodemask, sizeof(*part->cpt_nodemask));
 232                 if (part->cpt_cpumask == NULL || part->cpt_nodemask == NULL)
 233                         goto failed;
 234         }
 235
 236         spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
 237         /* Reserved for hotplug */
 238         cptab->ctb_version = cpt_data.cpt_version;
 239         spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
 240
 241         return cptab;
 242
 243  failed:
 244         cfs_cpt_table_free(cptab);
 245         return NULL;
 246 }
 247 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_alloc);
 248
 249 int
 250 cfs_cpt_table_print(struct cfs_cpt_table *cptab, char *buf, int len)
 251 {
 252         char    *tmp = buf;
 253         int     rc = 0;
 254         int     i;
 255         int     j;
 256
 257         for (i = 0; i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 258                 if (len > 0) {
 259                         rc = snprintf(tmp, len, "%d\t: ", i);
 260                         len -= rc;
 261                 }
 262
 263                 if (len <= 0) {
 264                         rc = -EFBIG;
 265                         goto out;
 266                 }
 267
 268                 tmp += rc;
 269                 for_each_cpu_mask(j, *cptab->ctb_parts[i].cpt_cpumask) {
 270                         rc = snprintf(tmp, len, "%d ", j);
 271                         len -= rc;
 272                         if (len <= 0) {
 273                                 rc = -EFBIG;
 274                                 goto out;
 275                         }
 276                         tmp += rc;
 277                 }
 278
 279                 *tmp = '\n';
 280                 tmp++;
 281                 len--;
 282         }
 283
 284  out:
 285         if (rc < 0)
 286                 return rc;
 287
 288         return tmp - buf;
 289 }
 290 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_print);
 291
 292 int
 293 cfs_cpt_number(struct cfs_cpt_table *cptab)
 294 {
 295         return cptab->ctb_nparts;
 296 }
 297 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_number);
 298
 299 int
 300 cfs_cpt_weight(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 301 {
 302         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 303
 304         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 305                cpus_weight(*cptab->ctb_cpumask) :
 306                cpus_weight(*cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 307 }
 308 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_weight);
 309
 310 int
 311 cfs_cpt_online(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 312 {
 313         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 314
 315         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 316                any_online_cpu(*cptab->ctb_cpumask) != NR_CPUS :
 317                any_online_cpu(*cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask) != NR_CPUS;
 318 }
 319 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_online);
 320
 321 cpumask_t *
 322 cfs_cpt_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 323 {
 324         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 325
 326         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 327                cptab->ctb_cpumask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 328 }
 329 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_cpumask);
 330
 331 nodemask_t *
 332 cfs_cpt_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 333 {
 334         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 335
 336         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 337                cptab->ctb_nodemask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 338 }
 339 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_nodemask);
 340
 341 int
 342 cfs_cpt_set_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 343 {
 344         int     node;
 345
 346         LASSERT(cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts);
 347
 348         if (cpu < 0 || cpu >= NR_CPUS || !cpu_online(cpu)) {
 349                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is invalid or it's offline\n", cpu);
 350                 return 0;
 351         }
 352
 353         if (cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] != -1) {
 354                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is already in partition %d\n",
 355                        cpu, cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]);
 356                 return 0;
 357         }
 358
 359         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = cpt;
 360
 361         LASSERT(!cpu_isset(cpu, *cptab->ctb_cpumask));
 362         LASSERT(!cpu_isset(cpu, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 363
 364         cpu_set(cpu, *cptab->ctb_cpumask);
 365         cpu_set(cpu, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 366
 367         node = cpu_to_node(cpu);
 368
 369         /* first CPU of @node in this CPT table */
 370         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask))
 371                 node_set(node, *cptab->ctb_nodemask);
 372
 373         /* first CPU of @node in this partition */
 374         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask))
 375                 node_set(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask);
 376
 377         return 1;
 378 }
 379 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpu);
 380
 381 void
 382 cfs_cpt_unset_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 383 {
 384         int     node;
 385         int     i;
 386
 387         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 388
 389         if (cpu < 0 || cpu >= NR_CPUS) {
 390                 CDEBUG(D_INFO, "Invalid CPU id %d\n", cpu);
 391                 return;
 392         }
 393
 394         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 395                 /* caller doesn't know the partition ID */
 396                 cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 397                 if (cpt < 0) { /* not set in this CPT-table */
 398                         CDEBUG(D_INFO, "Try to unset cpu %d which is "
 399                                        "not in CPT-table %p\n", cpt, cptab);
 400                         return;
 401                 }
 402
 403         } else if (cpt != cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]) {
 404                 CDEBUG(D_INFO,
 405                        "CPU %d is not in cpu-partition %d\n", cpu, cpt);
 406                 return;
 407         }
 408
 409         LASSERT(cpu_isset(cpu, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 410         LASSERT(cpu_isset(cpu, *cptab->ctb_cpumask));
 411
 412         cpu_clear(cpu, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 413         cpu_clear(cpu, *cptab->ctb_cpumask);
 414         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = -1;
 415
 416         node = cpu_to_node(cpu);
 417
 418         LASSERT(node_isset(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask));
 419         LASSERT(node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask));
 420
 421         for_each_cpu_mask(i, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask) {
 422                 /* this CPT has other CPU belonging to this node? */
 423                 if (cpu_to_node(i) == node)
 424                         break;
 425         }
 426
 427         if (i == NR_CPUS)
 428                 node_clear(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask);
 429
 430         for_each_cpu_mask(i, *cptab->ctb_cpumask) {
 431                 /* this CPT-table has other CPU belonging to this node? */
 432                 if (cpu_to_node(i) == node)
 433                         break;
 434         }
 435
 436         if (i == NR_CPUS)
 437                 node_clear(node, *cptab->ctb_nodemask);
 438
 439         return;
 440 }
 441 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpu);
 442
 443 int
 444 cfs_cpt_set_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, cpumask_t *mask)
 445 {
 446         int     i;
 447
 448         if (cpus_weight(*mask) == 0 || any_online_cpu(*mask) == NR_CPUS) {
 449                 CDEBUG(D_INFO, "No online CPU is found in the CPU mask "
 450                                "for CPU partition %d\n", cpt);
 451                 return 0;
 452         }
 453
 454         for_each_cpu_mask(i, *mask) {
 455                 if (!cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i))
 456                         return 0;
 457         }
 458
 459         return 1;
 460 }
 461 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpumask);
 462
 463 void
 464 cfs_cpt_unset_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, cpumask_t *mask)
 465 {
 466         int     i;
 467
 468         for_each_cpu_mask(i, *mask)
 469                 cfs_cpt_unset_cpu(cptab, cpt, i);
 470 }
 471 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpumask);
 472
 473 int
 474 cfs_cpt_set_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 475 {
 476         cpumask_t       *mask;
 477         int             rc;
 478
 479         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES) {
 480                 CDEBUG(D_INFO,
 481                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 482                 return 0;
 483         }
 484
 485         down(&cpt_data.cpt_mutex);
 486
 487         mask = cpt_data.cpt_cpumask;
 488         cfs_node_to_cpumask(node, mask);
 489
 490         rc = cfs_cpt_set_cpumask(cptab, cpt, mask);
 491
 492         up(&cpt_data.cpt_mutex);
 493
 494         return rc;
 495 }
 496 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_node);
 497
 498 void
 499 cfs_cpt_unset_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 500 {
 501         cpumask_t *mask;
 502
 503         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES) {
 504                 CDEBUG(D_INFO,
 505                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 506                 return;
 507         }
 508
 509         down(&cpt_data.cpt_mutex);
 510
 511         mask = cpt_data.cpt_cpumask;
 512         cfs_node_to_cpumask(node, mask);
 513
 514         cfs_cpt_unset_cpumask(cptab, cpt, mask);
 515
 516         up(&cpt_data.cpt_mutex);
 517 }
 518 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_node);
 519
 520 int
 521 cfs_cpt_set_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, nodemask_t *mask)
 522 {
 523         int     i;
 524
 525         for_each_node_mask(i, *mask) {
 526                 if (!cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i))
 527                         return 0;
 528         }
 529
 530         return 1;
 531 }
 532 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_nodemask);
 533
 534 void
 535 cfs_cpt_unset_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, nodemask_t *mask)
 536 {
 537         int     i;
 538
 539         for_each_node_mask(i, *mask)
 540                 cfs_cpt_unset_node(cptab, cpt, i);
 541 }
 542 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_nodemask);
 543
 544 void
 545 cfs_cpt_clear(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 546 {
 547         int     last;
 548         int     i;
 549
 550         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 551                 last = cptab->ctb_nparts - 1;
 552                 cpt = 0;
 553         } else {
 554                 last = cpt;
 555         }
 556
 557         for (; cpt <= last; cpt++) {
 558                 for_each_cpu_mask(i, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask)
 559                         cfs_cpt_unset_cpu(cptab, cpt, i);
 560         }
 561 }
 562 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_clear);
 563
 564 int
 565 cfs_cpt_spread_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 566 {
 567         nodemask_t      *mask;
 568         int             weight;
 569         int             rotor;
 570         int             node;
 571
 572         /* convert CPU partition ID to HW node id */
 573
 574         if (cpt < 0 || cpt >= cptab->ctb_nparts) {
 575                 mask = cptab->ctb_nodemask;
 576                 rotor = cptab->ctb_spread_rotor++;
 577         } else {
 578                 mask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 579                 rotor = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_spread_rotor++;
 580         }
 581
 582         weight = nodes_weight(*mask);
 583         LASSERT(weight > 0);
 584
 585         rotor %= weight;
 586
 587         for_each_node_mask(node, *mask) {
 588                 if (rotor-- == 0)
 589                         return node;
 590         }
 591
 592         LBUG();
 593         return 0;
 594 }
 595 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_spread_node);
 596
 597 int
 598 cfs_cpt_current(struct cfs_cpt_table *cptab, int remap)
 599 {
 600         int     cpu = smp_processor_id();
 601         int     cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 602
 603         if (cpt < 0) {
 604                 if (!remap)
 605                         return cpt;
 606
 607                 /* don't return negative value for safety of upper layer,
 608                  * instead we shadow the unknown cpu to a valid partition ID */
 609                 cpt = cpu % cptab->ctb_nparts;
 610         }
 611
 612         return cpt;
 613 }
 614 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_current);
 615
 616 int
 617 cfs_cpt_of_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpu)
 618 {
 619         LASSERT(cpu >= 0 && cpu < NR_CPUS);
 620
 621         return cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 622 }
 623 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_of_cpu);
 624
 625 int
 626 cfs_cpt_bind(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 627 {
 628         cpumask_t       *cpumask;
 629         nodemask_t      *nodemask;
 630         int             rc;
 631         int             i;
 632
 633         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 634
 635         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 636                 cpumask = cptab->ctb_cpumask;
 637                 nodemask = cptab->ctb_nodemask;
 638         } else {
 639                 cpumask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 640                 nodemask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 641         }
 642
 643         if (any_online_cpu(*cpumask) == NR_CPUS) {
 644                 CERROR("No online CPU found in CPU partition %d, did someone "
 645                        "do CPU hotplug on system? You might need to reload "
 646                        "Lustre modules to keep system working well.\n", cpt);
 647                 return -EINVAL;
 648         }
 649
 650         for_each_online_cpu(i) {
 651                 if (cpu_isset(i, *cpumask))
 652                         continue;
 653
 654 #ifdef HAVE_SET_CPUS_ALLOWED
 655                 rc = set_cpus_allowed(cfs_current(), *cpumask);
 656 #else
 657                 rc = set_cpus_allowed_ptr(cfs_current(), cpumask);
 658 #endif
 659 #ifdef HAVE_SET_MEMS_ALLOWED
 660                 set_mems_allowed(*nodemask);
 661 #endif
 662                 if (rc == 0)
 663                         cfs_schedule(); /* switch to allowed CPU */
 664
 665                 return rc;
 666         }
 667
 668         /* don't need to set affinity because all online CPUs are covered */
 669         return 0;
 670 }
 671 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_bind);
 672
 673 /**
 674  * Choose max to \a number CPUs from \a node and set them in \a cpt.
 675  * We always prefer to choose CPU in the same core/socket.
 676  */
 677 static int
 678 cfs_cpt_choose_ncpus(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 679                      cpumask_t *node, int number)
 680 {
 681         cpumask_t       *socket = NULL;
 682         cpumask_t       *core = NULL;
 683         int             rc = 0;
 684         int             cpu;
 685
 686         LASSERT(number > 0);
 687
 688         if (number >= cpus_weight(*node)) {
 689                 while (!cpus_empty(*node)) {
 690                         cpu = first_cpu(*node);
 691
 692                         rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, cpu);
 693                         if (!rc)
 694                                 return -EINVAL;
 695                         cpu_clear(cpu, *node);
 696                 }
 697                 return 0;
 698         }
 699
 700         /* allocate scratch buffer */
 701         LIBCFS_ALLOC(socket, cpumask_size());
 702         LIBCFS_ALLOC(core, cpumask_size());
 703         if (socket == NULL || core == NULL) {
 704                 rc = -ENOMEM;
 705                 goto out;
 706         }
 707
 708         while (!cpus_empty(*node)) {
 709                 cpu = first_cpu(*node);
 710
 711                 /* get cpumask for cores in the same socket */
 712                 cfs_cpu_core_siblings(cpu, socket);
 713                 cpus_and(*socket, *socket, *node);
 714
 715                 LASSERT(!cpus_empty(*socket));
 716
 717                 while (!cpus_empty(*socket)) {
 718                         int     i;
 719
 720                         /* get cpumask for hts in the same core */
 721                         cfs_cpu_ht_siblings(cpu, core);
 722                         cpus_and(*core, *core, *node);
 723
 724                         LASSERT(!cpus_empty(*core));
 725
 726                         for_each_cpu_mask(i, *core) {
 727                                 cpu_clear(i, *socket);
 728                                 cpu_clear(i, *node);
 729
 730                                 rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 731                                 if (!rc) {
 732                                         rc = -EINVAL;
 733                                         goto out;
 734                                 }
 735
 736                                 if (--number == 0)
 737                                         goto out;
 738                         }
 739                         cpu = first_cpu(*socket);
 740                 }
 741         }
 742
 743  out:
 744         if (socket != NULL)
 745                 LIBCFS_FREE(socket, cpumask_size());
 746         if (core != NULL)
 747                 LIBCFS_FREE(core, cpumask_size());
 748         return rc;
 749 }
 750
 751 #define CPT_WEIGHT_MIN  4u
 752
 753 static unsigned int
 754 cfs_cpt_num_estimate(void)
 755 {
 756         unsigned nnode = num_online_nodes();
 757         unsigned ncpu  = num_online_cpus();
 758         unsigned ncpt;
 759
 760         if (ncpu <= CPT_WEIGHT_MIN) {
 761                 ncpt = 1;
 762                 goto out;
 763         }
 764
 765         /* generate reasonable number of CPU partitions based on total number
 766          * of CPUs, Preferred N should be power2 and match this condition:
 767          * 2 * (N - 1)^2 < NCPUS <= 2 * N^2 */
 768         for (ncpt = 2; ncpu > 2 * ncpt * ncpt; ncpt <<= 1) {}
 769
 770         if (ncpt <= nnode) { /* fat numa system */
 771                 while (nnode > ncpt)
 772                         nnode >>= 1;
 773
 774         } else { /* ncpt > nnode */
 775                 while ((nnode << 1) <= ncpt)
 776                         nnode <<= 1;
 777         }
 778
 779         ncpt = nnode;
 780
 781  out:
 782 #if (BITS_PER_LONG == 32)
 783         /* config many CPU partitions on 32-bit system could consume
 784          * too much memory */
 785         ncpt = min(2U, ncpt);
 786 #endif
 787         while (ncpu % ncpt != 0)
 788                 ncpt--; /* worst case is 1 */
 789
 790         return ncpt;
 791 }
 792
 793 static struct cfs_cpt_table *
 794 cfs_cpt_table_create(int ncpt)
 795 {
 796         struct cfs_cpt_table *cptab = NULL;
 797         cpumask_t       *mask = NULL;
 798         int             cpt = 0;
 799         int             num;
 800         int             rc;
 801         int             i;
 802
 803         rc = cfs_cpt_num_estimate();
 804         if (ncpt <= 0)
 805                 ncpt = rc;
 806
 807         if (ncpt > num_online_cpus() || ncpt > 4 * rc) {
 808                 CWARN("CPU partition number %d is larger than suggested "
 809                       "value (%d), your system may have performance"
 810                       "issue or run out of memory while under pressure\n",
 811                       ncpt, rc);
 812         }
 813
 814         if (num_online_cpus() % ncpt != 0) {
 815                 CERROR("CPU number %d is not multiple of cpu_npartition %d, "
 816                        "please try different cpu_npartitions value or"
 817                        "set pattern string by cpu_pattern=STRING\n",
 818                        (int)num_online_cpus(), ncpt);
 819                 goto failed;
 820         }
 821
 822         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 823         if (cptab == NULL) {
 824                 CERROR("Failed to allocate CPU map(%d)\n", ncpt);
 825                 goto failed;
 826         }
 827
 828         num = num_online_cpus() / ncpt;
 829         if (num == 0) {
 830                 CERROR("CPU changed while setting CPU partition\n");
 831                 goto failed;
 832         }
 833
 834         LIBCFS_ALLOC(mask, cpumask_size());
 835         if (mask == NULL) {
 836                 CERROR("Failed to allocate scratch cpumask\n");
 837                 goto failed;
 838         }
 839
 840         for_each_online_node(i) {
 841                 cfs_node_to_cpumask(i, mask);
 842
 843                 while (!cpus_empty(*mask)) {
 844                         struct cfs_cpu_partition *part;
 845                         int    n;
 846
 847                         if (cpt >= ncpt)
 848                                 goto failed;
 849
 850                         part = &cptab->ctb_parts[cpt];
 851
 852                         n = num - cpus_weight(*part->cpt_cpumask);
 853                         LASSERT(n > 0);
 854
 855                         rc = cfs_cpt_choose_ncpus(cptab, cpt, mask, n);
 856                         if (rc < 0)
 857                                 goto failed;
 858
 859                         LASSERT(num >= cpus_weight(*part->cpt_cpumask));
 860                         if (num == cpus_weight(*part->cpt_cpumask))
 861                                 cpt++;
 862                 }
 863         }
 864
 865         if (cpt != ncpt ||
 866             num != cpus_weight(*cptab->ctb_parts[ncpt - 1].cpt_cpumask)) {
 867                 CERROR("Expect %d(%d) CPU partitions but got %d(%d), "
 868                        "CPU hotplug/unplug while setting?\n",
 869                        cptab->ctb_nparts, num, cpt,
 870                        cpus_weight(*cptab->ctb_parts[ncpt - 1].cpt_cpumask));
 871                 goto failed;
 872         }
 873
 874         LIBCFS_FREE(mask, cpumask_size());
 875
 876         return cptab;
 877
 878  failed:
 879         CERROR("Failed to setup CPU-partition-table with %d "
 880                "CPU-partitions, online HW nodes: %d, HW cpus: %d.\n",
 881                ncpt, num_online_nodes(), num_online_cpus());
 882
 883         if (mask != NULL)
 884                 LIBCFS_FREE(mask, cpumask_size());
 885
 886         if (cptab != NULL)
 887                 cfs_cpt_table_free(cptab);
 888
 889         return NULL;
 890 }
 891
 892 static struct cfs_cpt_table *
 893 cfs_cpt_table_create_pattern(char *pattern)
 894 {
 895         struct cfs_cpt_table    *cptab;
 896         char                    *str    = pattern;
 897         int                     node    = 0;
 898         int                     high;
 899         int                     ncpt;
 900         int                     c;
 901
 902         for (ncpt = 0;; ncpt++) { /* quick scan bracket */
 903                 str = strchr(str, '[');
 904                 if (str == NULL)
 905                         break;
 906                 str++;
 907         }
 908
 909         str = cfs_trimwhite(pattern);
 910         if (*str == 'n' || *str == 'N') {
 911                 pattern = str + 1;
 912                 node = 1;
 913         }
 914
 915         if (ncpt == 0 ||
 916             (node && ncpt > num_online_nodes()) ||
 917             (!node && ncpt > num_online_cpus())) {
 918                 CERROR("Invalid pattern %s, or too many partitions %d\n",
 919                        pattern, ncpt);
 920                 return NULL;
 921         }
 922
 923         high = node ? MAX_NUMNODES - 1 : NR_CPUS - 1;
 924
 925         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 926         if (cptab == NULL) {
 927                 CERROR("Failed to allocate cpu partition table\n");
 928                 return NULL;
 929         }
 930
 931         for (str = cfs_trimwhite(pattern), c = 0;; c++) {
 932                 struct cfs_range_expr   *range;
 933                 struct cfs_expr_list    *el;
 934                 char                    *bracket = strchr(str, '[');
 935                 int                     cpt;
 936                 int                     rc;
 937                 int                     i;
 938                 int                     n;
 939
 940                 if (bracket == NULL) {
 941                         if (*str != 0) {
 942                                 CERROR("Invalid pattern %s\n", str);
 943                                 goto failed;
 944                         } else if (c != ncpt) {
 945                                 CERROR("expect %d partitions but found %d\n",
 946                                        ncpt, c);
 947                                 goto failed;
 948                         }
 949                         break;
 950                 }
 951
 952                 if (sscanf(str, "%u%n", &cpt, &n) < 1) {
 953                         CERROR("Invalid cpu pattern %s\n", str);
 954                         goto failed;
 955                 }
 956
 957                 if (cpt < 0 || cpt >= ncpt) {
 958                         CERROR("Invalid partition id %d, total partitions %d\n",
 959                                cpt, ncpt);
 960                         goto failed;
 961                 }
 962
 963                 if (cfs_cpt_weight(cptab, cpt) != 0) {
 964                         CERROR("Partition %d has already been set.\n", cpt);
 965                         goto failed;
 966                 }
 967
 968                 str = cfs_trimwhite(str + n);
 969                 if (str != bracket) {
 970                         CERROR("Invalid pattern %s\n", str);
 971                         goto failed;
 972                 }
 973
 974                 bracket = strchr(str, ']');
 975                 if (bracket == NULL) {
 976                         CERROR("missing right bracket for cpt %d, %s\n",
 977                                cpt, str);
 978                         goto failed;
 979                 }
 980
 981                 if (cfs_expr_list_parse(str, (bracket - str) + 1,
 982                                         0, high, &el) != 0) {
 983                         CERROR("Can't parse number range: %s\n", str);
 984                         goto failed;
 985                 }
 986
 987                 cfs_list_for_each_entry(range, &el->el_exprs, re_link) {
 988                         for (i = range->re_lo; i <= range->re_hi; i++) {
 989                                 if ((i - range->re_lo) % range->re_stride != 0)
 990                                         continue;
 991
 992                                 rc = node ? cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i) :
 993                                             cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 994                                 if (!rc) {
 995                                         cfs_expr_list_free(el);
 996                                         goto failed;
 997                                 }
 998                         }
 999                 }
1000
1001                 cfs_expr_list_free(el);
1002
1003                 if (!cfs_cpt_online(cptab, cpt)) {
1004                         CERROR("No online CPU is found on partition %d\n", cpt);
1005                         goto failed;
1006                 }
1007
1008                 str = cfs_trimwhite(bracket + 1);
1009         }
1010
1011         return cptab;
1012
1013  failed:
1014         cfs_cpt_table_free(cptab);
1015         return NULL;
1016 }
1017
1018 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1019 static int
1020 cfs_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action, void *hcpu)
1021 {
1022         unsigned int  cpu = (unsigned long)hcpu;
1023
1024         switch (action) {
1025         case CPU_DEAD:
1026         case CPU_DEAD_FROZEN:
1027         case CPU_ONLINE:
1028         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1029                 spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
1030                 cpt_data.cpt_version++;
1031                 spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1032         default:
1033                 CWARN("Lustre: can't support CPU hotplug well now, "
1034                       "performance and stability could be impacted"
1035                       "[CPU %u notify: %lx]\n", cpu, action);
1036         }
1037
1038         return NOTIFY_OK;
1039 }
1040
1041 static struct notifier_block cfs_cpu_notifier = {
1042         .notifier_call  = cfs_cpu_notify,
1043         .priority       = 0
1044 };
1045
1046 #endif
1047
1048 void
1049 cfs_cpu_fini(void)
1050 {
1051         if (cfs_cpt_table != NULL)
1052                 cfs_cpt_table_free(cfs_cpt_table);
1053
1054 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1055         unregister_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1056 #endif
1057         if (cpt_data.cpt_cpumask != NULL)
1058                 LIBCFS_FREE(cpt_data.cpt_cpumask, cpumask_size());
1059 }
1060
1061 int
1062 cfs_cpu_init(void)
1063 {
1064         LASSERT(cfs_cpt_table == NULL);
1065
1066         memset(&cpt_data, 0, sizeof(cpt_data));
1067
1068         LIBCFS_ALLOC(cpt_data.cpt_cpumask, cpumask_size());
1069         if (cpt_data.cpt_cpumask == NULL) {
1070                 CERROR("Failed to allocate scratch buffer\n");
1071                 return -1;
1072         }
1073
1074         spin_lock_init(&cpt_data.cpt_lock);
1075         sema_init(&cpt_data.cpt_mutex, 1);
1076
1077 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1078         register_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1079 #endif
1080
1081         if (*cpu_pattern != 0) {
1082                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create_pattern(cpu_pattern);
1083                 if (cfs_cpt_table == NULL) {
1084                         CERROR("Failed to create cptab from pattern %s\n",
1085                                cpu_pattern);
1086                         goto failed;
1087                 }
1088
1089         } else {
1090                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create(cpu_npartitions);
1091                 if (cfs_cpt_table == NULL) {
1092                         CERROR("Failed to create ptable with npartitions %d\n",
1093                                cpu_npartitions);
1094                         goto failed;
1095                 }
1096         }
1097
1098         spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
1099         if (cfs_cpt_table->ctb_version != cpt_data.cpt_version) {
1100                 spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1101                 CERROR("CPU hotplug/unplug during setup\n");
1102                 goto failed;
1103         }
1104         spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1105
1106         LCONSOLE(0, "HW CPU cores: %d, npartitions: %d\n",
1107                  num_online_cpus(), cfs_cpt_number(cfs_cpt_table));
1108         return 0;
1109
1110  failed:
1111         cfs_cpu_fini();
1112         return -1;
1113 }
1114
1115 #endif