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  *
  26  * Copyright (c) 2012, 2014, Intel Corporation.
  27  */
  28 /*
  29  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  30  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  31  *
  32  * Author: liang@whamcloud.com
  33  */
  34
  35 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LNET
  36
  37 #include <linux/cpu.h>
  38 #include <linux/sched.h>
  39 #include <libcfs/libcfs.h>
  40
  41 #ifdef CONFIG_SMP
  42
  43 /**
  44  * modparam for setting number of partitions
  45  *
  46  *  0 : estimate best value based on cores or NUMA nodes
  47  *  1 : disable multiple partitions
  48  * >1 : specify number of partitions
  49  */
  50 static int      cpu_npartitions;
  51 CFS_MODULE_PARM(cpu_npartitions, "i", int, 0444, "# 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 = "";
  67 CFS_MODULE_PARM(cpu_pattern, "s", charp, 0444, "CPU partitions pattern");
  68
  69 struct cfs_cpt_data {
  70         /* serialize hotplug etc */
  71         spinlock_t              cpt_lock;
  72         /* reserved for hotplug */
  73         unsigned long           cpt_version;
  74         /* mutex to protect cpt_cpumask */
  75         struct mutex            cpt_mutex;
  76         /* scratch buffer for set/unset_node */
  77         cpumask_t               *cpt_cpumask;
  78 };
  79
  80 static struct cfs_cpt_data      cpt_data;
  81
  82 void
  83 cfs_cpu_core_siblings(int cpu, cpumask_t *mask)
  84 {
  85         /* return cpumask of cores in the same socket */
  86         cpumask_copy(mask, topology_core_cpumask(cpu));
  87 }
  88 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_core_siblings);
  89
  90 /* return number of cores in the same socket of \a cpu */
  91 int
  92 cfs_cpu_core_nsiblings(int cpu)
  93 {
  94         int     num;
  95
  96         mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
  97
  98         cfs_cpu_core_siblings(cpu, cpt_data.cpt_cpumask);
  99         num = cpumask_weight(cpt_data.cpt_cpumask);
 100
 101         mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
 102
 103         return num;
 104 }
 105 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_core_nsiblings);
 106
 107 /* return cpumask of HTs in the same core */
 108 void
 109 cfs_cpu_ht_siblings(int cpu, cpumask_t *mask)
 110 {
 111         cpumask_copy(mask, topology_thread_cpumask(cpu));
 112 }
 113 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_ht_siblings);
 114
 115 /* return number of HTs in the same core of \a cpu */
 116 int
 117 cfs_cpu_ht_nsiblings(int cpu)
 118 {
 119         int     num;
 120
 121         num = cpumask_weight(topology_thread_cpumask(cpu));
 122
 123         return num;
 124 }
 125 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_ht_nsiblings);
 126
 127 void
 128 cfs_node_to_cpumask(int node, cpumask_t *mask)
 129 {
 130         const cpumask_t *tmp = cpumask_of_node(node);
 131
 132         if (tmp != NULL)
 133                 cpumask_copy(mask, tmp);
 134         else
 135                 cpumask_clear(mask);
 136 }
 137 EXPORT_SYMBOL(cfs_node_to_cpumask);
 138
 139 void
 140 cfs_cpt_table_free(struct cfs_cpt_table *cptab)
 141 {
 142         int     i;
 143
 144         if (cptab->ctb_cpu2cpt != NULL) {
 145                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpu2cpt,
 146                             num_possible_cpus() *
 147                             sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 148         }
 149
 150         for (i = 0; cptab->ctb_parts != NULL && i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 151                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 152
 153                 if (part->cpt_nodemask != NULL) {
 154                         LIBCFS_FREE(part->cpt_nodemask,
 155                                     sizeof(*part->cpt_nodemask));
 156                 }
 157
 158                 if (part->cpt_cpumask != NULL)
 159                         LIBCFS_FREE(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 160         }
 161
 162         if (cptab->ctb_parts != NULL) {
 163                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_parts,
 164                             cptab->ctb_nparts * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 165         }
 166
 167         if (cptab->ctb_nodemask != NULL)
 168                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 169         if (cptab->ctb_cpumask != NULL)
 170                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 171
 172         LIBCFS_FREE(cptab, sizeof(*cptab));
 173 }
 174 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_free);
 175
 176 struct cfs_cpt_table *
 177 cfs_cpt_table_alloc(unsigned int ncpt)
 178 {
 179         struct cfs_cpt_table *cptab;
 180         int     i;
 181
 182         LIBCFS_ALLOC(cptab, sizeof(*cptab));
 183         if (cptab == NULL)
 184                 return NULL;
 185
 186         cptab->ctb_nparts = ncpt;
 187
 188         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 189         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 190
 191         if (cptab->ctb_cpumask == NULL || cptab->ctb_nodemask == NULL)
 192                 goto failed;
 193
 194         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpu2cpt,
 195                      num_possible_cpus() * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 196         if (cptab->ctb_cpu2cpt == NULL)
 197                 goto failed;
 198
 199         memset(cptab->ctb_cpu2cpt, -1,
 200                num_possible_cpus() * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 201
 202         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_parts, ncpt * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 203         if (cptab->ctb_parts == NULL)
 204                 goto failed;
 205
 206         for (i = 0; i < ncpt; i++) {
 207                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 208
 209                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 210                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_nodemask, sizeof(*part->cpt_nodemask));
 211                 if (part->cpt_cpumask == NULL || part->cpt_nodemask == NULL)
 212                         goto failed;
 213         }
 214
 215         spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
 216         /* Reserved for hotplug */
 217         cptab->ctb_version = cpt_data.cpt_version;
 218         spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
 219
 220         return cptab;
 221
 222  failed:
 223         cfs_cpt_table_free(cptab);
 224         return NULL;
 225 }
 226 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_alloc);
 227
 228 int
 229 cfs_cpt_table_print(struct cfs_cpt_table *cptab, char *buf, int len)
 230 {
 231         char    *tmp = buf;
 232         int     rc = 0;
 233         int     i;
 234         int     j;
 235
 236         for (i = 0; i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 237                 if (len > 0) {
 238                         rc = snprintf(tmp, len, "%d\t: ", i);
 239                         len -= rc;
 240                 }
 241
 242                 if (len <= 0) {
 243                         rc = -EFBIG;
 244                         goto out;
 245                 }
 246
 247                 tmp += rc;
 248                 for_each_cpu(j, cptab->ctb_parts[i].cpt_cpumask) {
 249                         rc = snprintf(tmp, len, "%d ", j);
 250                         len -= rc;
 251                         if (len <= 0) {
 252                                 rc = -EFBIG;
 253                                 goto out;
 254                         }
 255                         tmp += rc;
 256                 }
 257
 258                 *tmp = '\n';
 259                 tmp++;
 260                 len--;
 261         }
 262
 263  out:
 264         if (rc < 0)
 265                 return rc;
 266
 267         return tmp - buf;
 268 }
 269 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_print);
 270
 271 int
 272 cfs_cpt_number(struct cfs_cpt_table *cptab)
 273 {
 274         return cptab->ctb_nparts;
 275 }
 276 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_number);
 277
 278 int
 279 cfs_cpt_weight(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 280 {
 281         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 282
 283         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 284                cpumask_weight(cptab->ctb_cpumask) :
 285                cpumask_weight(cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 286 }
 287 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_weight);
 288
 289 int
 290 cfs_cpt_online(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 291 {
 292         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 293
 294         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 295                cpumask_any_and(cptab->ctb_cpumask,
 296                                cpu_online_mask) < nr_cpu_ids :
 297                cpumask_any_and(cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask,
 298                                cpu_online_mask) < nr_cpu_ids;
 299 }
 300 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_online);
 301
 302 cpumask_t *
 303 cfs_cpt_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 304 {
 305         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 306
 307         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 308                cptab->ctb_cpumask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 309 }
 310 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_cpumask);
 311
 312 nodemask_t *
 313 cfs_cpt_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 314 {
 315         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 316
 317         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 318                cptab->ctb_nodemask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 319 }
 320 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_nodemask);
 321
 322 int
 323 cfs_cpt_set_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 324 {
 325         int     node;
 326
 327         LASSERT(cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts);
 328
 329         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu)) {
 330                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is invalid or it's offline\n", cpu);
 331                 return 0;
 332         }
 333
 334         if (cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] != -1) {
 335                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is already in partition %d\n",
 336                        cpu, cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]);
 337                 return 0;
 338         }
 339
 340         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = cpt;
 341
 342         LASSERT(!cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask));
 343         LASSERT(!cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 344
 345         cpumask_set_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask);
 346         cpumask_set_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 347
 348         node = cpu_to_node(cpu);
 349
 350         /* first CPU of @node in this CPT table */
 351         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask))
 352                 node_set(node, *cptab->ctb_nodemask);
 353
 354         /* first CPU of @node in this partition */
 355         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask))
 356                 node_set(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask);
 357
 358         return 1;
 359 }
 360 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpu);
 361
 362 void
 363 cfs_cpt_unset_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 364 {
 365         int     node;
 366         int     i;
 367
 368         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 369
 370         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids) {
 371                 CDEBUG(D_INFO, "Invalid CPU id %d\n", cpu);
 372                 return;
 373         }
 374
 375         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 376                 /* caller doesn't know the partition ID */
 377                 cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 378                 if (cpt < 0) { /* not set in this CPT-table */
 379                         CDEBUG(D_INFO, "Try to unset cpu %d which is "
 380                                        "not in CPT-table %p\n", cpt, cptab);
 381                         return;
 382                 }
 383
 384         } else if (cpt != cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]) {
 385                 CDEBUG(D_INFO,
 386                        "CPU %d is not in cpu-partition %d\n", cpu, cpt);
 387                 return;
 388         }
 389
 390         LASSERT(cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 391         LASSERT(cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask));
 392
 393         cpumask_clear_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 394         cpumask_clear_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask);
 395         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = -1;
 396
 397         node = cpu_to_node(cpu);
 398
 399         LASSERT(node_isset(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask));
 400         LASSERT(node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask));
 401
 402         for_each_cpu(i, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask) {
 403                 /* this CPT has other CPU belonging to this node? */
 404                 if (cpu_to_node(i) == node)
 405                         break;
 406         }
 407
 408         if (i >= nr_cpu_ids)
 409                 node_clear(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask);
 410
 411         for_each_cpu(i, cptab->ctb_cpumask) {
 412                 /* this CPT-table has other CPU belonging to this node? */
 413                 if (cpu_to_node(i) == node)
 414                         break;
 415         }
 416
 417         if (i >= nr_cpu_ids)
 418                 node_clear(node, *cptab->ctb_nodemask);
 419
 420         return;
 421 }
 422 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpu);
 423
 424 int
 425 cfs_cpt_set_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, cpumask_t *mask)
 426 {
 427         int     i;
 428
 429         if (cpumask_weight(mask) == 0 ||
 430             cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids) {
 431                 CDEBUG(D_INFO, "No online CPU is found in the CPU mask "
 432                                "for CPU partition %d\n", cpt);
 433                 return 0;
 434         }
 435
 436         for_each_cpu(i, mask) {
 437                 if (!cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i))
 438                         return 0;
 439         }
 440
 441         return 1;
 442 }
 443 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpumask);
 444
 445 void
 446 cfs_cpt_unset_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, cpumask_t *mask)
 447 {
 448         int     i;
 449
 450         for_each_cpu(i, mask)
 451                 cfs_cpt_unset_cpu(cptab, cpt, i);
 452 }
 453 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpumask);
 454
 455 int
 456 cfs_cpt_set_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 457 {
 458         cpumask_t       *mask;
 459         int             rc;
 460
 461         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES) {
 462                 CDEBUG(D_INFO,
 463                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 464                 return 0;
 465         }
 466
 467         mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
 468
 469         mask = cpt_data.cpt_cpumask;
 470         cfs_node_to_cpumask(node, mask);
 471
 472         rc = cfs_cpt_set_cpumask(cptab, cpt, mask);
 473
 474         mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
 475
 476         return rc;
 477 }
 478 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_node);
 479
 480 void
 481 cfs_cpt_unset_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 482 {
 483         cpumask_t *mask;
 484
 485         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES) {
 486                 CDEBUG(D_INFO,
 487                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 488                 return;
 489         }
 490
 491         mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
 492
 493         mask = cpt_data.cpt_cpumask;
 494         cfs_node_to_cpumask(node, mask);
 495
 496         cfs_cpt_unset_cpumask(cptab, cpt, mask);
 497
 498         mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
 499 }
 500 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_node);
 501
 502 int
 503 cfs_cpt_set_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, nodemask_t *mask)
 504 {
 505         int     i;
 506
 507         for_each_node_mask(i, *mask) {
 508                 if (!cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i))
 509                         return 0;
 510         }
 511
 512         return 1;
 513 }
 514 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_nodemask);
 515
 516 void
 517 cfs_cpt_unset_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, nodemask_t *mask)
 518 {
 519         int     i;
 520
 521         for_each_node_mask(i, *mask)
 522                 cfs_cpt_unset_node(cptab, cpt, i);
 523 }
 524 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_nodemask);
 525
 526 void
 527 cfs_cpt_clear(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 528 {
 529         int     last;
 530         int     i;
 531
 532         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 533                 last = cptab->ctb_nparts - 1;
 534                 cpt = 0;
 535         } else {
 536                 last = cpt;
 537         }
 538
 539         for (; cpt <= last; cpt++) {
 540                 for_each_cpu(i, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask)
 541                         cfs_cpt_unset_cpu(cptab, cpt, i);
 542         }
 543 }
 544 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_clear);
 545
 546 int
 547 cfs_cpt_spread_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 548 {
 549         nodemask_t      *mask;
 550         int             weight;
 551         int             rotor;
 552         int             node;
 553
 554         /* convert CPU partition ID to HW node id */
 555
 556         if (cpt < 0 || cpt >= cptab->ctb_nparts) {
 557                 mask = cptab->ctb_nodemask;
 558                 rotor = cptab->ctb_spread_rotor++;
 559         } else {
 560                 mask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 561                 rotor = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_spread_rotor++;
 562         }
 563
 564         weight = nodes_weight(*mask);
 565         LASSERT(weight > 0);
 566
 567         rotor %= weight;
 568
 569         for_each_node_mask(node, *mask) {
 570                 if (rotor-- == 0)
 571                         return node;
 572         }
 573
 574         LBUG();
 575         return 0;
 576 }
 577 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_spread_node);
 578
 579 int
 580 cfs_cpt_current(struct cfs_cpt_table *cptab, int remap)
 581 {
 582         int     cpu = smp_processor_id();
 583         int     cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 584
 585         if (cpt < 0) {
 586                 if (!remap)
 587                         return cpt;
 588
 589                 /* don't return negative value for safety of upper layer,
 590                  * instead we shadow the unknown cpu to a valid partition ID */
 591                 cpt = cpu % cptab->ctb_nparts;
 592         }
 593
 594         return cpt;
 595 }
 596 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_current);
 597
 598 int
 599 cfs_cpt_of_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpu)
 600 {
 601         LASSERT(cpu >= 0 && cpu < nr_cpu_ids);
 602
 603         return cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 604 }
 605 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_of_cpu);
 606
 607 int
 608 cfs_cpt_bind(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 609 {
 610         cpumask_t       *cpumask;
 611         nodemask_t      *nodemask;
 612         int             rc;
 613         int             i;
 614
 615         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 616
 617         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 618                 cpumask = cptab->ctb_cpumask;
 619                 nodemask = cptab->ctb_nodemask;
 620         } else {
 621                 cpumask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 622                 nodemask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 623         }
 624
 625         if (cpumask_any_and(cpumask, cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids) {
 626                 CERROR("No online CPU found in CPU partition %d, did someone "
 627                        "do CPU hotplug on system? You might need to reload "
 628                        "Lustre modules to keep system working well.\n", cpt);
 629                 return -EINVAL;
 630         }
 631
 632         for_each_online_cpu(i) {
 633                 if (cpumask_test_cpu(i, cpumask))
 634                         continue;
 635
 636                 rc = set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask);
 637                 set_mems_allowed(*nodemask);
 638                 if (rc == 0)
 639                         schedule(); /* switch to allowed CPU */
 640
 641                 return rc;
 642         }
 643
 644         /* don't need to set affinity because all online CPUs are covered */
 645         return 0;
 646 }
 647 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_bind);
 648
 649 /**
 650  * Choose max to \a number CPUs from \a node and set them in \a cpt.
 651  * We always prefer to choose CPU in the same core/socket.
 652  */
 653 static int
 654 cfs_cpt_choose_ncpus(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 655                      cpumask_t *node, int number)
 656 {
 657         cpumask_t       *socket = NULL;
 658         cpumask_t       *core = NULL;
 659         int             rc = 0;
 660         int             cpu;
 661
 662         LASSERT(number > 0);
 663
 664         if (number >= cpumask_weight(node)) {
 665                 while (!cpumask_empty(node)) {
 666                         cpu = cpumask_first(node);
 667
 668                         rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, cpu);
 669                         if (!rc)
 670                                 return -EINVAL;
 671                         cpumask_clear_cpu(cpu, node);
 672                 }
 673                 return 0;
 674         }
 675
 676         /* allocate scratch buffer */
 677         LIBCFS_ALLOC(socket, cpumask_size());
 678         LIBCFS_ALLOC(core, cpumask_size());
 679         if (socket == NULL || core == NULL) {
 680                 rc = -ENOMEM;
 681                 goto out;
 682         }
 683
 684         while (!cpumask_empty(node)) {
 685                 cpu = cpumask_first(node);
 686
 687                 /* get cpumask for cores in the same socket */
 688                 cfs_cpu_core_siblings(cpu, socket);
 689                 cpumask_and(socket, socket, node);
 690
 691                 LASSERT(!cpumask_empty(socket));
 692
 693                 while (!cpumask_empty(socket)) {
 694                         int     i;
 695
 696                         /* get cpumask for hts in the same core */
 697                         cfs_cpu_ht_siblings(cpu, core);
 698                         cpumask_and(core, core, node);
 699
 700                         LASSERT(!cpumask_empty(core));
 701
 702                         for_each_cpu(i, core) {
 703                                 cpumask_clear_cpu(i, socket);
 704                                 cpumask_clear_cpu(i, node);
 705
 706                                 rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 707                                 if (!rc) {
 708                                         rc = -EINVAL;
 709                                         goto out;
 710                                 }
 711
 712                                 if (--number == 0)
 713                                         goto out;
 714                         }
 715                         cpu = cpumask_first(socket);
 716                 }
 717         }
 718
 719  out:
 720         if (socket != NULL)
 721                 LIBCFS_FREE(socket, cpumask_size());
 722         if (core != NULL)
 723                 LIBCFS_FREE(core, cpumask_size());
 724         return rc;
 725 }
 726
 727 #define CPT_WEIGHT_MIN  4u
 728
 729 static unsigned int
 730 cfs_cpt_num_estimate(void)
 731 {
 732         unsigned nnode = num_online_nodes();
 733         unsigned ncpu  = num_online_cpus();
 734         unsigned ncpt;
 735
 736         if (ncpu <= CPT_WEIGHT_MIN) {
 737                 ncpt = 1;
 738                 goto out;
 739         }
 740
 741         /* generate reasonable number of CPU partitions based on total number
 742          * of CPUs, Preferred N should be power2 and match this condition:
 743          * 2 * (N - 1)^2 < NCPUS <= 2 * N^2 */
 744         for (ncpt = 2; ncpu > 2 * ncpt * ncpt; ncpt <<= 1) {}
 745
 746         if (ncpt <= nnode) { /* fat numa system */
 747                 while (nnode > ncpt)
 748                         nnode >>= 1;
 749
 750         } else { /* ncpt > nnode */
 751                 while ((nnode << 1) <= ncpt)
 752                         nnode <<= 1;
 753         }
 754
 755         ncpt = nnode;
 756
 757  out:
 758 #if (BITS_PER_LONG == 32)
 759         /* config many CPU partitions on 32-bit system could consume
 760          * too much memory */
 761         ncpt = min(2U, ncpt);
 762 #endif
 763         while (ncpu % ncpt != 0)
 764                 ncpt--; /* worst case is 1 */
 765
 766         return ncpt;
 767 }
 768
 769 static struct cfs_cpt_table *
 770 cfs_cpt_table_create(int ncpt)
 771 {
 772         struct cfs_cpt_table *cptab = NULL;
 773         cpumask_t       *mask = NULL;
 774         int             cpt = 0;
 775         int             num;
 776         int             rc;
 777         int             i;
 778
 779         rc = cfs_cpt_num_estimate();
 780         if (ncpt <= 0)
 781                 ncpt = rc;
 782
 783         if (ncpt > num_online_cpus() || ncpt > 4 * rc) {
 784                 CWARN("CPU partition number %d is larger than suggested "
 785                       "value (%d), your system may have performance"
 786                       "issue or run out of memory while under pressure\n",
 787                       ncpt, rc);
 788         }
 789
 790         if (num_online_cpus() % ncpt != 0) {
 791                 CERROR("CPU number %d is not multiple of cpu_npartition %d, "
 792                        "please try different cpu_npartitions value or"
 793                        "set pattern string by cpu_pattern=STRING\n",
 794                        (int)num_online_cpus(), ncpt);
 795                 goto failed;
 796         }
 797
 798         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 799         if (cptab == NULL) {
 800                 CERROR("Failed to allocate CPU map(%d)\n", ncpt);
 801                 goto failed;
 802         }
 803
 804         num = num_online_cpus() / ncpt;
 805         if (num == 0) {
 806                 CERROR("CPU changed while setting CPU partition\n");
 807                 goto failed;
 808         }
 809
 810         LIBCFS_ALLOC(mask, cpumask_size());
 811         if (mask == NULL) {
 812                 CERROR("Failed to allocate scratch cpumask\n");
 813                 goto failed;
 814         }
 815
 816         for_each_online_node(i) {
 817                 cfs_node_to_cpumask(i, mask);
 818
 819                 while (!cpumask_empty(mask)) {
 820                         struct cfs_cpu_partition *part;
 821                         int    n;
 822
 823                         /* Each emulated NUMA node has all allowed CPUs in
 824                          * the mask.
 825                          * End loop when all partitions have assigned CPUs.
 826                          */
 827                         if (cpt == ncpt)
 828                                 break;
 829
 830                         part = &cptab->ctb_parts[cpt];
 831
 832                         n = num - cpumask_weight(part->cpt_cpumask);
 833                         LASSERT(n > 0);
 834
 835                         rc = cfs_cpt_choose_ncpus(cptab, cpt, mask, n);
 836                         if (rc < 0)
 837                                 goto failed;
 838
 839                         LASSERT(num >= cpumask_weight(part->cpt_cpumask));
 840                         if (num == cpumask_weight(part->cpt_cpumask))
 841                                 cpt++;
 842                 }
 843         }
 844
 845         if (cpt != ncpt ||
 846             num != cpumask_weight(cptab->ctb_parts[ncpt - 1].cpt_cpumask)) {
 847                 CERROR("Expect %d(%d) CPU partitions but got %d(%d), "
 848                        "CPU hotplug/unplug while setting?\n",
 849                        cptab->ctb_nparts, num, cpt,
 850                        cpumask_weight(cptab->ctb_parts[ncpt - 1].cpt_cpumask));
 851                 goto failed;
 852         }
 853
 854         LIBCFS_FREE(mask, cpumask_size());
 855
 856         return cptab;
 857
 858  failed:
 859         CERROR("Failed to setup CPU-partition-table with %d "
 860                "CPU-partitions, online HW nodes: %d, HW cpus: %d.\n",
 861                ncpt, num_online_nodes(), num_online_cpus());
 862
 863         if (mask != NULL)
 864                 LIBCFS_FREE(mask, cpumask_size());
 865
 866         if (cptab != NULL)
 867                 cfs_cpt_table_free(cptab);
 868
 869         return NULL;
 870 }
 871
 872 static struct cfs_cpt_table *
 873 cfs_cpt_table_create_pattern(char *pattern)
 874 {
 875         struct cfs_cpt_table    *cptab;
 876         char                    *str;
 877         int                     node    = 0;
 878         int                     ncpt    = 0;
 879         int                     high;
 880         int                     cpt;
 881         int                     rc;
 882         int                     c;
 883         int                     i;
 884
 885         str = cfs_trimwhite(pattern);
 886         if (*str == 'n' || *str == 'N') {
 887                 pattern = str + 1;
 888                 if (*pattern != '\0') {
 889                         node = 1; /* numa pattern */
 890
 891                 } else { /* shortcut to create CPT from NUMA & CPU topology */
 892                         node = -1;
 893                         ncpt = num_online_nodes();
 894                 }
 895         }
 896
 897         if (ncpt == 0) { /* scanning bracket which is mark of partition */
 898                 for (str = pattern;; str++, ncpt++) {
 899                         str = strchr(str, '[');
 900                         if (str == NULL)
 901                                 break;
 902                 }
 903         }
 904
 905         if (ncpt == 0 ||
 906             (node && ncpt > num_online_nodes()) ||
 907             (!node && ncpt > num_online_cpus())) {
 908                 CERROR("Invalid pattern %s, or too many partitions %d\n",
 909                        pattern, ncpt);
 910                 return NULL;
 911         }
 912
 913         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 914         if (cptab == NULL) {
 915                 CERROR("Failed to allocate cpu partition table\n");
 916                 return NULL;
 917         }
 918
 919         if (node < 0) { /* shortcut to create CPT from NUMA & CPU topology */
 920                 cpt = 0;
 921                 for_each_online_node(i) {
 922                         if (cpt >= ncpt) {
 923                                 CERROR("CPU changed while setting CPU "
 924                                        "partition table, %d/%d\n", cpt, ncpt);
 925                                 goto failed;
 926                         }
 927
 928                         rc = cfs_cpt_set_node(cptab, cpt++, i);
 929                         if (!rc)
 930                                 goto failed;
 931                 }
 932                 return cptab;
 933         }
 934
 935         high = node ? MAX_NUMNODES - 1 : nr_cpu_ids - 1;
 936
 937         for (str = cfs_trimwhite(pattern), c = 0;; c++) {
 938                 struct cfs_range_expr   *range;
 939                 struct cfs_expr_list    *el;
 940                 char                    *bracket = strchr(str, '[');
 941                 int                     n;
 942
 943                 if (bracket == NULL) {
 944                         if (*str != 0) {
 945                                 CERROR("Invalid pattern %s\n", str);
 946                                 goto failed;
 947                         } else if (c != ncpt) {
 948                                 CERROR("expect %d partitions but found %d\n",
 949                                        ncpt, c);
 950                                 goto failed;
 951                         }
 952                         break;
 953                 }
 954
 955                 if (sscanf(str, "%d%n", &cpt, &n) < 1) {
 956                         CERROR("Invalid cpu pattern %s\n", str);
 957                         goto failed;
 958                 }
 959
 960                 if (cpt < 0 || cpt >= ncpt) {
 961                         CERROR("Invalid partition id %d, total partitions %d\n",
 962                                cpt, ncpt);
 963                         goto failed;
 964                 }
 965
 966                 if (cfs_cpt_weight(cptab, cpt) != 0) {
 967                         CERROR("Partition %d has already been set.\n", cpt);
 968                         goto failed;
 969                 }
 970
 971                 str = cfs_trimwhite(str + n);
 972                 if (str != bracket) {
 973                         CERROR("Invalid pattern %s\n", str);
 974                         goto failed;
 975                 }
 976
 977                 bracket = strchr(str, ']');
 978                 if (bracket == NULL) {
 979                         CERROR("missing right bracket for cpt %d, %s\n",
 980                                cpt, str);
 981                         goto failed;
 982                 }
 983
 984                 if (cfs_expr_list_parse(str, (bracket - str) + 1,
 985                                         0, high, &el) != 0) {
 986                         CERROR("Can't parse number range: %s\n", str);
 987                         goto failed;
 988                 }
 989
 990                 list_for_each_entry(range, &el->el_exprs, re_link) {
 991                         for (i = range->re_lo; i <= range->re_hi; i++) {
 992                                 if ((i - range->re_lo) % range->re_stride != 0)
 993                                         continue;
 994
 995                                 rc = node ? cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i) :
 996                                             cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 997                                 if (!rc) {
 998                                         cfs_expr_list_free(el);
 999                                         goto failed;
1000                                 }
1001                         }
1002                 }
1003
1004                 cfs_expr_list_free(el);
1005
1006                 if (!cfs_cpt_online(cptab, cpt)) {
1007                         CERROR("No online CPU is found on partition %d\n", cpt);
1008                         goto failed;
1009                 }
1010
1011                 str = cfs_trimwhite(bracket + 1);
1012         }
1013
1014         return cptab;
1015
1016  failed:
1017         cfs_cpt_table_free(cptab);
1018         return NULL;
1019 }
1020
1021 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1022 static int
1023 cfs_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action, void *hcpu)
1024 {
1025         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
1026         bool         warn;
1027
1028         switch (action) {
1029         case CPU_DEAD:
1030         case CPU_DEAD_FROZEN:
1031         case CPU_ONLINE:
1032         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1033                 spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
1034                 cpt_data.cpt_version++;
1035                 spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1036         default:
1037                 if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN) {
1038                         CDEBUG(D_INFO, "CPU changed [cpu %u action %lx]\n",
1039                                cpu, action);
1040                         break;
1041                 }
1042
1043                 mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
1044                 /* if all HTs in a core are offline, it may break affinity */
1045                 cfs_cpu_ht_siblings(cpu, cpt_data.cpt_cpumask);
1046                 warn = cpumask_any_and(cpt_data.cpt_cpumask,
1047                                        cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids;
1048                 mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
1049                 CDEBUG(warn ? D_WARNING : D_INFO,
1050                        "Lustre: can't support CPU plug-out well now, "
1051                        "performance and stability could be impacted"
1052                        "[CPU %u action: %lx]\n", cpu, action);
1053         }
1054
1055         return NOTIFY_OK;
1056 }
1057
1058 static struct notifier_block cfs_cpu_notifier = {
1059         .notifier_call  = cfs_cpu_notify,
1060         .priority       = 0
1061 };
1062
1063 #endif
1064
1065 void
1066 cfs_cpu_fini(void)
1067 {
1068         if (cfs_cpt_table != NULL)
1069                 cfs_cpt_table_free(cfs_cpt_table);
1070
1071 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1072         unregister_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1073 #endif
1074         if (cpt_data.cpt_cpumask != NULL)
1075                 LIBCFS_FREE(cpt_data.cpt_cpumask, cpumask_size());
1076 }
1077
1078 int
1079 cfs_cpu_init(void)
1080 {
1081         LASSERT(cfs_cpt_table == NULL);
1082
1083         memset(&cpt_data, 0, sizeof(cpt_data));
1084
1085         LIBCFS_ALLOC(cpt_data.cpt_cpumask, cpumask_size());
1086         if (cpt_data.cpt_cpumask == NULL) {
1087                 CERROR("Failed to allocate scratch buffer\n");
1088                 return -1;
1089         }
1090
1091         spin_lock_init(&cpt_data.cpt_lock);
1092         mutex_init(&cpt_data.cpt_mutex);
1093
1094 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1095         register_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1096 #endif
1097
1098         if (*cpu_pattern != 0) {
1099                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create_pattern(cpu_pattern);
1100                 if (cfs_cpt_table == NULL) {
1101                         CERROR("Failed to create cptab from pattern %s\n",
1102                                cpu_pattern);
1103                         goto failed;
1104                 }
1105
1106         } else {
1107                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create(cpu_npartitions);
1108                 if (cfs_cpt_table == NULL) {
1109                         CERROR("Failed to create ptable with npartitions %d\n",
1110                                cpu_npartitions);
1111                         goto failed;
1112                 }
1113         }
1114
1115         spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
1116         if (cfs_cpt_table->ctb_version != cpt_data.cpt_version) {
1117                 spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1118                 CERROR("CPU hotplug/unplug during setup\n");
1119                 goto failed;
1120         }
1121         spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1122
1123         LCONSOLE(0, "HW CPU cores: %d, npartitions: %d\n",
1124                  num_online_cpus(), cfs_cpt_number(cfs_cpt_table));
1125         return 0;
1126
1127  failed:
1128         cfs_cpu_fini();
1129         return -1;
1130 }
1131
1132 #endif