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  * GPL HEADER END
  17  */
  18 /*
  19  * Copyright (c) 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  20  *
  21  * Copyright (c) 2012, 2017, Intel Corporation.
  22  */
  23 /*
  24  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  25  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  26  *
  27  * Author: liang@whamcloud.com
  28  */
  29
  30 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LNET
  31
  32 #include <linux/cpu.h>
  33 #include <linux/sched.h>
  34 #include <libcfs/libcfs.h>
  35
  36 #ifdef CONFIG_SMP
  37
  38 /**
  39  * modparam for setting number of partitions
  40  *
  41  *  0 : estimate best value based on cores or NUMA nodes
  42  *  1 : disable multiple partitions
  43  * >1 : specify number of partitions
  44  */
  45 static int cpu_npartitions;
  46 module_param(cpu_npartitions, int, 0444);
  47 MODULE_PARM_DESC(cpu_npartitions, "# of CPU partitions");
  48
  49 /**
  50  * modparam for setting CPU partitions patterns:
  51  *
  52  * i.e: "0[0,1,2,3] 1[4,5,6,7]", number before bracket is CPU partition ID,
  53  *      number in bracket is processor ID (core or HT)
  54  *
  55  * i.e: "N 0[0,1] 1[2,3]" the first character 'N' means numbers in bracket
  56  *       are NUMA node ID, number before bracket is CPU partition ID.
  57  *
  58  * i.e: "N", shortcut expression to create CPT from NUMA & CPU topology
  59  *
  60  * NB: If user specified cpu_pattern, cpu_npartitions will be ignored
  61  */
  62 static char *cpu_pattern = "N";
  63 module_param(cpu_pattern, charp, 0444);
  64 MODULE_PARM_DESC(cpu_pattern, "CPU partitions pattern");
  65
  66 void cfs_cpt_table_free(struct cfs_cpt_table *cptab)
  67 {
  68         int i;
  69
  70         if (cptab->ctb_cpu2cpt) {
  71                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpu2cpt,
  72                             nr_cpu_ids * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
  73         }
  74
  75         if (cptab->ctb_node2cpt) {
  76                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_node2cpt,
  77                             nr_node_ids * sizeof(cptab->ctb_node2cpt[0]));
  78         }
  79
  80         for (i = 0; cptab->ctb_parts && i < cptab->ctb_nparts; i++) {
  81                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
  82
  83                 if (part->cpt_nodemask) {
  84                         LIBCFS_FREE(part->cpt_nodemask,
  85                                     sizeof(*part->cpt_nodemask));
  86                 }
  87
  88                 if (part->cpt_cpumask)
  89                         LIBCFS_FREE(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
  90
  91                 if (part->cpt_distance) {
  92                         LIBCFS_FREE(part->cpt_distance,
  93                                 cptab->ctb_nparts *
  94                                         sizeof(part->cpt_distance[0]));
  95                 }
  96         }
  97
  98         if (cptab->ctb_parts) {
  99                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_parts,
 100                             cptab->ctb_nparts * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 101         }
 102
 103         if (cptab->ctb_nodemask)
 104                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 105         if (cptab->ctb_cpumask)
 106                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 107
 108         LIBCFS_FREE(cptab, sizeof(*cptab));
 109 }
 110 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_free);
 111
 112 struct cfs_cpt_table *cfs_cpt_table_alloc(int ncpt)
 113 {
 114         struct cfs_cpt_table *cptab;
 115         int i;
 116
 117         LIBCFS_ALLOC(cptab, sizeof(*cptab));
 118         if (!cptab)
 119                 return NULL;
 120
 121         cptab->ctb_nparts = ncpt;
 122
 123         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 124         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 125
 126         if (!cptab->ctb_cpumask || !cptab->ctb_nodemask)
 127                 goto failed;
 128
 129         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpu2cpt,
 130                      nr_cpu_ids * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 131         if (!cptab->ctb_cpu2cpt)
 132                 goto failed;
 133
 134         memset(cptab->ctb_cpu2cpt, -1,
 135                nr_cpu_ids * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 136
 137         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_node2cpt,
 138                      nr_node_ids * sizeof(cptab->ctb_node2cpt[0]));
 139         if (!cptab->ctb_node2cpt)
 140                 goto failed;
 141
 142         memset(cptab->ctb_node2cpt, -1,
 143                nr_node_ids * sizeof(cptab->ctb_node2cpt[0]));
 144
 145         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_parts, ncpt * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 146         if (!cptab->ctb_parts)
 147                 goto failed;
 148
 149         for (i = 0; i < ncpt; i++) {
 150                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 151
 152                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 153                 if (!part->cpt_cpumask)
 154                         goto failed;
 155
 156                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_nodemask, sizeof(*part->cpt_nodemask));
 157                 if (!part->cpt_nodemask)
 158                         goto failed;
 159
 160                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_distance,
 161                         cptab->ctb_nparts * sizeof(part->cpt_distance[0]));
 162                 if (!part->cpt_distance)
 163                         goto failed;
 164         }
 165
 166         return cptab;
 167
 168 failed:
 169         cfs_cpt_table_free(cptab);
 170         return NULL;
 171 }
 172 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_alloc);
 173
 174 int cfs_cpt_table_print(struct cfs_cpt_table *cptab, char *buf, int len)
 175 {
 176         char *tmp = buf;
 177         int rc;
 178         int i;
 179         int j;
 180
 181         for (i = 0; i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 182                 if (len <= 0)
 183                         goto err;
 184
 185                 rc = snprintf(tmp, len, "%d\t:", i);
 186                 len -= rc;
 187
 188                 if (len <= 0)
 189                         goto err;
 190
 191                 tmp += rc;
 192                 for_each_cpu(j, cptab->ctb_parts[i].cpt_cpumask) {
 193                         rc = snprintf(tmp, len, " %d", j);
 194                         len -= rc;
 195                         if (len <= 0)
 196                                 goto err;
 197                         tmp += rc;
 198                 }
 199
 200                 *tmp = '\n';
 201                 tmp++;
 202                 len--;
 203         }
 204
 205         return tmp - buf;
 206
 207 err:
 208         return -E2BIG;
 209 }
 210 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_print);
 211
 212 int cfs_cpt_distance_print(struct cfs_cpt_table *cptab, char *buf, int len)
 213 {
 214         char *tmp = buf;
 215         int rc;
 216         int i;
 217         int j;
 218
 219         for (i = 0; i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 220                 if (len <= 0)
 221                         goto err;
 222
 223                 rc = snprintf(tmp, len, "%d\t:", i);
 224                 len -= rc;
 225
 226                 if (len <= 0)
 227                         goto err;
 228
 229                 tmp += rc;
 230                 for (j = 0; j < cptab->ctb_nparts; j++) {
 231                         rc = snprintf(tmp, len, " %d:%d",
 232                                       j, cptab->ctb_parts[i].cpt_distance[j]);
 233                         len -= rc;
 234                         if (len <= 0)
 235                                 goto err;
 236                         tmp += rc;
 237                 }
 238
 239                 *tmp = '\n';
 240                 tmp++;
 241                 len--;
 242         }
 243
 244         return tmp - buf;
 245
 246 err:
 247         return -E2BIG;
 248 }
 249 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_distance_print);
 250
 251 int cfs_cpt_number(struct cfs_cpt_table *cptab)
 252 {
 253         return cptab->ctb_nparts;
 254 }
 255 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_number);
 256
 257 int cfs_cpt_weight(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 258 {
 259         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 260
 261         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 262                cpumask_weight(cptab->ctb_cpumask) :
 263                cpumask_weight(cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 264 }
 265 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_weight);
 266
 267 int cfs_cpt_online(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 268 {
 269         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 270
 271         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 272                cpumask_any_and(cptab->ctb_cpumask,
 273                                cpu_online_mask) < nr_cpu_ids :
 274                cpumask_any_and(cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask,
 275                                cpu_online_mask) < nr_cpu_ids;
 276 }
 277 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_online);
 278
 279 cpumask_t *cfs_cpt_cpumask(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                cptab->ctb_cpumask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 285 }
 286 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_cpumask);
 287
 288 nodemask_t *cfs_cpt_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 289 {
 290         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 291
 292         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 293                cptab->ctb_nodemask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 294 }
 295 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_nodemask);
 296
 297 unsigned int cfs_cpt_distance(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt1, int cpt2)
 298 {
 299         LASSERT(cpt1 == CFS_CPT_ANY || (cpt1 >= 0 && cpt1 < cptab->ctb_nparts));
 300         LASSERT(cpt2 == CFS_CPT_ANY || (cpt2 >= 0 && cpt2 < cptab->ctb_nparts));
 301
 302         if (cpt1 == CFS_CPT_ANY || cpt2 == CFS_CPT_ANY)
 303                 return cptab->ctb_distance;
 304
 305         return cptab->ctb_parts[cpt1].cpt_distance[cpt2];
 306 }
 307 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_distance);
 308
 309 /*
 310  * Calculate the maximum NUMA distance between all nodes in the
 311  * from_mask and all nodes in the to_mask.
 312  */
 313 static unsigned int cfs_cpt_distance_calculate(nodemask_t *from_mask,
 314                                                nodemask_t *to_mask)
 315 {
 316         unsigned int maximum;
 317         unsigned int distance;
 318         int from;
 319         int to;
 320
 321         maximum = 0;
 322         for_each_node_mask(from, *from_mask) {
 323                 for_each_node_mask(to, *to_mask) {
 324                         distance = node_distance(from, to);
 325                         if (maximum < distance)
 326                                 maximum = distance;
 327                 }
 328         }
 329         return maximum;
 330 }
 331
 332 static void cfs_cpt_add_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 333 {
 334         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = cpt;
 335
 336         cpumask_set_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask);
 337         cpumask_set_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 338 }
 339
 340 static void cfs_cpt_del_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 341 {
 342         cpumask_clear_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 343         cpumask_clear_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask);
 344
 345         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = -1;
 346 }
 347
 348 static void cfs_cpt_add_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 349 {
 350         struct cfs_cpu_partition *part;
 351
 352         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask)) {
 353                 unsigned int dist;
 354
 355                 /* first time node is added to the CPT table */
 356                 node_set(node, *cptab->ctb_nodemask);
 357                 cptab->ctb_node2cpt[node] = cpt;
 358
 359                 dist = cfs_cpt_distance_calculate(cptab->ctb_nodemask,
 360                                                   cptab->ctb_nodemask);
 361                 cptab->ctb_distance = dist;
 362         }
 363
 364         part = &cptab->ctb_parts[cpt];
 365         if (!node_isset(node, *part->cpt_nodemask)) {
 366                 int cpt2;
 367
 368                 /* first time node is added to this CPT */
 369                 node_set(node, *part->cpt_nodemask);
 370                 for (cpt2 = 0; cpt2 < cptab->ctb_nparts; cpt2++) {
 371                         struct cfs_cpu_partition *part2;
 372                         unsigned int dist;
 373
 374                         part2 = &cptab->ctb_parts[cpt2];
 375                         dist = cfs_cpt_distance_calculate(part->cpt_nodemask,
 376                                                           part2->cpt_nodemask);
 377                         part->cpt_distance[cpt2] = dist;
 378                         dist = cfs_cpt_distance_calculate(part2->cpt_nodemask,
 379                                                           part->cpt_nodemask);
 380                         part2->cpt_distance[cpt] = dist;
 381                 }
 382         }
 383 }
 384
 385 static void cfs_cpt_del_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 386 {
 387         struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[cpt];
 388         int cpu;
 389
 390         for_each_cpu(cpu, part->cpt_cpumask) {
 391                 /* this CPT has other CPU belonging to this node? */
 392                 if (cpu_to_node(cpu) == node)
 393                         break;
 394         }
 395
 396         if (cpu >= nr_cpu_ids && node_isset(node,  *part->cpt_nodemask)) {
 397                 int cpt2;
 398
 399                 /* No more CPUs in the node for this CPT. */
 400                 node_clear(node, *part->cpt_nodemask);
 401                 for (cpt2 = 0; cpt2 < cptab->ctb_nparts; cpt2++) {
 402                         struct cfs_cpu_partition *part2;
 403                         unsigned int dist;
 404
 405                         part2 = &cptab->ctb_parts[cpt2];
 406                         if (node_isset(node, *part2->cpt_nodemask))
 407                                 cptab->ctb_node2cpt[node] = cpt2;
 408
 409                         dist = cfs_cpt_distance_calculate(part->cpt_nodemask,
 410                                                           part2->cpt_nodemask);
 411                         part->cpt_distance[cpt2] = dist;
 412                         dist = cfs_cpt_distance_calculate(part2->cpt_nodemask,
 413                                                           part->cpt_nodemask);
 414                         part2->cpt_distance[cpt] = dist;
 415                 }
 416         }
 417
 418         for_each_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask) {
 419                 /* this CPT-table has other CPUs belonging to this node? */
 420                 if (cpu_to_node(cpu) == node)
 421                         break;
 422         }
 423
 424         if (cpu >= nr_cpu_ids && node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask)) {
 425                 /* No more CPUs in the table for this node. */
 426                 node_clear(node, *cptab->ctb_nodemask);
 427                 cptab->ctb_node2cpt[node] = -1;
 428                 cptab->ctb_distance =
 429                         cfs_cpt_distance_calculate(cptab->ctb_nodemask,
 430                                                    cptab->ctb_nodemask);
 431         }
 432 }
 433
 434 int cfs_cpt_set_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 435 {
 436         LASSERT(cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts);
 437
 438         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu)) {
 439                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is invalid or it's offline\n", cpu);
 440                 return 0;
 441         }
 442
 443         if (cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] != -1) {
 444                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is already in partition %d\n",
 445                        cpu, cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]);
 446                 return 0;
 447         }
 448
 449         if (cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask)) {
 450                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is already in cpumask\n", cpu);
 451                 return 0;
 452         }
 453
 454         if (cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask)) {
 455                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is already in partition %d cpumask\n",
 456                        cpu, cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]);
 457                 return 0;
 458         }
 459
 460         cfs_cpt_add_cpu(cptab, cpt, cpu);
 461         cfs_cpt_add_node(cptab, cpt, cpu_to_node(cpu));
 462
 463         return 1;
 464 }
 465 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpu);
 466
 467 void cfs_cpt_unset_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 468 {
 469         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 470
 471         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids) {
 472                 CDEBUG(D_INFO, "Invalid CPU id %d\n", cpu);
 473                 return;
 474         }
 475
 476         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 477                 /* caller doesn't know the partition ID */
 478                 cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 479                 if (cpt < 0) { /* not set in this CPT-table */
 480                         CDEBUG(D_INFO,
 481                                "Try to unset cpu %d which is not in CPT-table %p\n",
 482                                cpt, cptab);
 483                         return;
 484                 }
 485
 486         } else if (cpt != cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]) {
 487                 CDEBUG(D_INFO,
 488                        "CPU %d is not in CPU partition %d\n", cpu, cpt);
 489                 return;
 490         }
 491
 492         LASSERT(cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 493         LASSERT(cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask));
 494
 495         cfs_cpt_del_cpu(cptab, cpt, cpu);
 496         cfs_cpt_del_node(cptab, cpt, cpu_to_node(cpu));
 497 }
 498 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpu);
 499
 500 int cfs_cpt_set_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 501                         const cpumask_t *mask)
 502 {
 503         int cpu;
 504
 505         if (!cpumask_weight(mask) ||
 506             cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids) {
 507                 CDEBUG(D_INFO,
 508                        "No online CPU is found in the CPU mask for CPU partition %d\n",
 509                        cpt);
 510                 return 0;
 511         }
 512
 513         for_each_cpu(cpu, mask) {
 514                 cfs_cpt_add_cpu(cptab, cpt, cpu);
 515                 cfs_cpt_add_node(cptab, cpt, cpu_to_node(cpu));
 516         }
 517
 518         return 1;
 519 }
 520 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpumask);
 521
 522 void cfs_cpt_unset_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 523                            const cpumask_t *mask)
 524 {
 525         int cpu;
 526
 527         for_each_cpu(cpu, mask) {
 528                 cfs_cpt_del_cpu(cptab, cpt, cpu);
 529                 cfs_cpt_del_node(cptab, cpt, cpu_to_node(cpu));
 530         }
 531 }
 532 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpumask);
 533
 534 int cfs_cpt_set_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 535 {
 536         const cpumask_t *mask;
 537         int cpu;
 538
 539         if (node < 0 || node >= nr_node_ids) {
 540                 CDEBUG(D_INFO,
 541                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 542                 return 0;
 543         }
 544
 545         mask = cpumask_of_node(node);
 546
 547         for_each_cpu(cpu, mask)
 548                 cfs_cpt_add_cpu(cptab, cpt, cpu);
 549
 550         cfs_cpt_add_node(cptab, cpt, node);
 551
 552         return 1;
 553 }
 554 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_node);
 555
 556 void cfs_cpt_unset_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 557 {
 558         const cpumask_t *mask;
 559         int cpu;
 560
 561         if (node < 0 || node >= nr_node_ids) {
 562                 CDEBUG(D_INFO,
 563                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 564                 return;
 565         }
 566
 567         mask = cpumask_of_node(node);
 568
 569         for_each_cpu(cpu, mask)
 570                 cfs_cpt_del_cpu(cptab, cpt, cpu);
 571
 572         cfs_cpt_del_node(cptab, cpt, node);
 573 }
 574 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_node);
 575
 576 int cfs_cpt_set_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 577                          const nodemask_t *mask)
 578 {
 579         int node;
 580
 581         for_each_node_mask(node, *mask)
 582                 cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, node);
 583
 584         return 1;
 585 }
 586 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_nodemask);
 587
 588 void cfs_cpt_unset_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 589                             const nodemask_t *mask)
 590 {
 591         int node;
 592
 593         for_each_node_mask(node, *mask)
 594                 cfs_cpt_unset_node(cptab, cpt, node);
 595 }
 596 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_nodemask);
 597
 598 int cfs_cpt_spread_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 599 {
 600         nodemask_t *mask;
 601         int weight;
 602         int rotor;
 603         int node = 0;
 604
 605         /* convert CPU partition ID to HW node id */
 606
 607         if (cpt < 0 || cpt >= cptab->ctb_nparts) {
 608                 mask = cptab->ctb_nodemask;
 609                 rotor = cptab->ctb_spread_rotor++;
 610         } else {
 611                 mask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 612                 rotor = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_spread_rotor++;
 613                 node  = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_node;
 614         }
 615
 616         weight = nodes_weight(*mask);
 617         if (weight > 0) {
 618                 rotor %= weight;
 619
 620                 for_each_node_mask(node, *mask) {
 621                         if (!rotor--)
 622                                 return node;
 623                 }
 624         }
 625
 626         return node;
 627 }
 628 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_spread_node);
 629
 630 int cfs_cpt_current(struct cfs_cpt_table *cptab, int remap)
 631 {
 632         int cpu = smp_processor_id();
 633         int cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 634
 635         if (cpt < 0) {
 636                 if (!remap)
 637                         return cpt;
 638
 639                 /* don't return negative value for safety of upper layer,
 640                  * instead we shadow the unknown cpu to a valid partition ID
 641                  */
 642                 cpt = cpu % cptab->ctb_nparts;
 643         }
 644
 645         return cpt;
 646 }
 647 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_current);
 648
 649 int cfs_cpt_of_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpu)
 650 {
 651         LASSERT(cpu >= 0 && cpu < nr_cpu_ids);
 652
 653         return cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 654 }
 655 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_of_cpu);
 656
 657 int cfs_cpt_of_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int node)
 658 {
 659         if (node < 0 || node > nr_node_ids)
 660                 return CFS_CPT_ANY;
 661
 662         return cptab->ctb_node2cpt[node];
 663 }
 664 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_of_node);
 665
 666 int cfs_cpt_bind(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 667 {
 668         nodemask_t *nodemask;
 669         cpumask_t *cpumask;
 670         int cpu;
 671         int rc;
 672
 673         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 674
 675         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 676                 cpumask = cptab->ctb_cpumask;
 677                 nodemask = cptab->ctb_nodemask;
 678         } else {
 679                 cpumask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 680                 nodemask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 681         }
 682
 683         if (!cpumask_intersects(cpumask, cpu_online_mask)) {
 684                 CDEBUG(D_INFO,
 685                        "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",
 686                         cpt);
 687                 return -ENODEV;
 688         }
 689
 690         for_each_online_cpu(cpu) {
 691                 if (cpumask_test_cpu(cpu, cpumask))
 692                         continue;
 693
 694                 rc = set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask);
 695                 set_mems_allowed(*nodemask);
 696                 if (!rc)
 697                         schedule(); /* switch to allowed CPU */
 698
 699                 return rc;
 700         }
 701
 702         /* don't need to set affinity because all online CPUs are covered */
 703         return 0;
 704 }
 705 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_bind);
 706
 707 /**
 708  * Choose max to \a number CPUs from \a node and set them in \a cpt.
 709  * We always prefer to choose CPU in the same core/socket.
 710  */
 711 static int cfs_cpt_choose_ncpus(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 712                                 cpumask_t *node_mask, int number)
 713 {
 714         cpumask_t *socket_mask = NULL;
 715         cpumask_t *core_mask = NULL;
 716         int rc = 0;
 717         int cpu;
 718         int i;
 719
 720         LASSERT(number > 0);
 721
 722         if (number >= cpumask_weight(node_mask)) {
 723                 while (!cpumask_empty(node_mask)) {
 724                         cpu = cpumask_first(node_mask);
 725                         cpumask_clear_cpu(cpu, node_mask);
 726
 727                         if (!cpu_online(cpu))
 728                                 continue;
 729
 730                         rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, cpu);
 731                         if (!rc)
 732                                 return -EINVAL;
 733                 }
 734                 return 0;
 735         }
 736
 737         /* allocate scratch buffer */
 738         LIBCFS_ALLOC(socket_mask, cpumask_size());
 739         LIBCFS_ALLOC(core_mask, cpumask_size());
 740         if (!socket_mask || !core_mask) {
 741                 rc = -ENOMEM;
 742                 goto out;
 743         }
 744
 745         while (!cpumask_empty(node_mask)) {
 746                 cpu = cpumask_first(node_mask);
 747
 748                 /* get cpumask for cores in the same socket */
 749                 cpumask_and(socket_mask, topology_core_cpumask(cpu), node_mask);
 750                 while (!cpumask_empty(socket_mask)) {
 751                         /* get cpumask for hts in the same core */
 752                         cpumask_and(core_mask, topology_sibling_cpumask(cpu),
 753                                     node_mask);
 754
 755                         for_each_cpu(i, core_mask) {
 756                                 cpumask_clear_cpu(i, socket_mask);
 757                                 cpumask_clear_cpu(i, node_mask);
 758
 759                                 if (!cpu_online(i))
 760                                         continue;
 761
 762                                 rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 763                                 if (!rc) {
 764                                         rc = -EINVAL;
 765                                         goto out;
 766                                 }
 767
 768                                 if (!--number)
 769                                         goto out;
 770                         }
 771                         cpu = cpumask_first(socket_mask);
 772                 }
 773         }
 774
 775 out:
 776         if (core_mask)
 777                 LIBCFS_FREE(core_mask, cpumask_size());
 778         if (socket_mask)
 779                 LIBCFS_FREE(socket_mask, cpumask_size());
 780         return rc;
 781 }
 782
 783 #define CPT_WEIGHT_MIN 4
 784
 785 static int cfs_cpt_num_estimate(void)
 786 {
 787         int nthr = cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(smp_processor_id()));
 788         int ncpu = num_online_cpus();
 789         int ncpt = 1;
 790
 791         if (ncpu > CPT_WEIGHT_MIN)
 792                 for (ncpt = 2; ncpu > 2 * nthr * ncpt; ncpt++)
 793                         ; /* nothing */
 794
 795 #if (BITS_PER_LONG == 32)
 796         /* config many CPU partitions on 32-bit system could consume
 797          * too much memory
 798          */
 799         ncpt = min(2, ncpt);
 800 #endif
 801         while (ncpu % ncpt)
 802                 ncpt--; /* worst case is 1 */
 803
 804         return ncpt;
 805 }
 806
 807 static struct cfs_cpt_table *cfs_cpt_table_create(int ncpt)
 808 {
 809         struct cfs_cpt_table *cptab = NULL;
 810         cpumask_t *node_mask = NULL;
 811         int cpt = 0;
 812         int node;
 813         int num;
 814         int rem;
 815         int rc = 0;
 816
 817         num = cfs_cpt_num_estimate();
 818         if (ncpt <= 0)
 819                 ncpt = num;
 820
 821         if (ncpt > num_online_cpus() || ncpt > 4 * num) {
 822                 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",
 823                       ncpt, num);
 824         }
 825
 826         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 827         if (!cptab) {
 828                 CERROR("Failed to allocate CPU map(%d)\n", ncpt);
 829                 rc = -ENOMEM;
 830                 goto failed;
 831         }
 832
 833         LIBCFS_ALLOC(node_mask, cpumask_size());
 834         if (!node_mask) {
 835                 CERROR("Failed to allocate scratch cpumask\n");
 836                 rc = -ENOMEM;
 837                 goto failed;
 838         }
 839
 840         num = num_online_cpus() / ncpt;
 841         rem = num_online_cpus() % ncpt;
 842         for_each_online_node(node) {
 843                 cpumask_copy(node_mask, cpumask_of_node(node));
 844
 845                 while (cpt < ncpt && !cpumask_empty(node_mask)) {
 846                         struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[cpt];
 847                         int ncpu = cpumask_weight(part->cpt_cpumask);
 848
 849                         rc = cfs_cpt_choose_ncpus(cptab, cpt, node_mask,
 850                                                   num - ncpu);
 851                         if (rc < 0) {
 852                                 rc = -EINVAL;
 853                                 goto failed_mask;
 854                         }
 855
 856                         ncpu = cpumask_weight(part->cpt_cpumask);
 857                         if (ncpu == num + !!(rem > 0)) {
 858                                 cpt++;
 859                                 rem--;
 860                         }
 861                 }
 862         }
 863
 864         LIBCFS_FREE(node_mask, cpumask_size());
 865
 866         return cptab;
 867
 868 failed_mask:
 869         if (node_mask)
 870                 LIBCFS_FREE(node_mask, cpumask_size());
 871 failed:
 872         CERROR("Failed (rc = %d) to setup CPU partition table with %d partitions, online HW NUMA nodes: %d, HW CPU cores: %d.\n",
 873                rc, ncpt, num_online_nodes(), num_online_cpus());
 874
 875         if (cptab)
 876                 cfs_cpt_table_free(cptab);
 877
 878         return ERR_PTR(rc);
 879 }
 880
 881 static struct cfs_cpt_table *cfs_cpt_table_create_pattern(const char *pattern)
 882 {
 883         struct cfs_cpt_table *cptab;
 884         char *pattern_dup;
 885         char *bracket;
 886         char *str;
 887         int node = 0;
 888         int ncpt = 0;
 889         int cpt = 0;
 890         int high;
 891         int rc;
 892         int c;
 893         int i;
 894
 895         pattern_dup = kstrdup(pattern, GFP_KERNEL);
 896         if (!pattern_dup) {
 897                 CERROR("Failed to duplicate pattern '%s'\n", pattern);
 898                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 899         }
 900
 901         str = cfs_trimwhite(pattern_dup);
 902         if (*str == 'n' || *str == 'N') {
 903                 str++; /* skip 'N' char */
 904                 node = 1; /* NUMA pattern */
 905                 if (*str == '\0') {
 906                         node = -1;
 907                         for_each_online_node(i) {
 908                                 if (!cpumask_empty(cpumask_of_node(i)))
 909                                         ncpt++;
 910                         }
 911                         if (ncpt == 1) { /* single NUMA node */
 912                                 kfree(pattern_dup);
 913                                 return cfs_cpt_table_create(cpu_npartitions);
 914                         }
 915                 }
 916         }
 917
 918         if (!ncpt) { /* scanning bracket which is mark of partition */
 919                 bracket = str;
 920                 while ((bracket = strchr(bracket, '['))) {
 921                         bracket++;
 922                         ncpt++;
 923                 }
 924         }
 925
 926         if (!ncpt ||
 927             (node && ncpt > num_online_nodes()) ||
 928             (!node && ncpt > num_online_cpus())) {
 929                 CERROR("Invalid pattern '%s', or too many partitions %d\n",
 930                        pattern_dup, ncpt);
 931                 rc = -EINVAL;
 932                 goto err_free_str;
 933         }
 934
 935         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 936         if (!cptab) {
 937                 CERROR("Failed to allocate CPU partition table\n");
 938                 rc = -ENOMEM;
 939                 goto err_free_str;
 940         }
 941
 942         if (node < 0) { /* shortcut to create CPT from NUMA & CPU topology */
 943                 for_each_online_node(i) {
 944                         if (cpumask_empty(cpumask_of_node(i)))
 945                                 continue;
 946
 947                         rc = cfs_cpt_set_node(cptab, cpt++, i);
 948                         if (!rc) {
 949                                 rc = -EINVAL;
 950                                 goto err_free_table;
 951                         }
 952                 }
 953                 kfree(pattern_dup);
 954                 return cptab;
 955         }
 956
 957         high = node ? nr_node_ids - 1 : nr_cpu_ids - 1;
 958
 959         for (str = cfs_trimwhite(str), c = 0; /* until break */; c++) {
 960                 struct cfs_range_expr *range;
 961                 struct cfs_expr_list *el;
 962                 int n;
 963
 964                 bracket = strchr(str, '[');
 965                 if (!bracket) {
 966                         if (*str) {
 967                                 CERROR("Invalid pattern '%s'\n", str);
 968                                 rc = -EINVAL;
 969                                 goto err_free_table;
 970                         } else if (c != ncpt) {
 971                                 CERROR("Expect %d partitions but found %d\n",
 972                                        ncpt, c);
 973                                 rc = -EINVAL;
 974                                 goto err_free_table;
 975                         }
 976                         break;
 977                 }
 978
 979                 if (sscanf(str, "%d%n", &cpt, &n) < 1) {
 980                         CERROR("Invalid CPU pattern '%s'\n", str);
 981                         rc = -EINVAL;
 982                         goto err_free_table;
 983                 }
 984
 985                 if (cpt < 0 || cpt >= ncpt) {
 986                         CERROR("Invalid partition id %d, total partitions %d\n",
 987                                cpt, ncpt);
 988                         rc = -EINVAL;
 989                         goto err_free_table;
 990                 }
 991
 992                 if (cfs_cpt_weight(cptab, cpt)) {
 993                         CERROR("Partition %d has already been set.\n", cpt);
 994                         rc = -EPERM;
 995                         goto err_free_table;
 996                 }
 997
 998                 str = cfs_trimwhite(str + n);
 999                 if (str != bracket) {
1000                         CERROR("Invalid pattern '%s'\n", str);
1001                         rc = -EINVAL;
1002                         goto err_free_table;
1003                 }
1004
1005                 bracket = strchr(str, ']');
1006                 if (!bracket) {
1007                         CERROR("Missing right bracket for partition %d in '%s'\n",
1008                                cpt, str);
1009                         rc = -EINVAL;
1010                         goto err_free_table;
1011                 }
1012
1013                 rc = cfs_expr_list_parse(str, (bracket - str) + 1, 0, high,
1014                                          &el);
1015                 if (rc) {
1016                         CERROR("Can't parse number range in '%s'\n", str);
1017                         rc = -ERANGE;
1018                         goto err_free_table;
1019                 }
1020
1021                 list_for_each_entry(range, &el->el_exprs, re_link) {
1022                         for (i = range->re_lo; i <= range->re_hi; i++) {
1023                                 if ((i - range->re_lo) % range->re_stride)
1024                                         continue;
1025
1026                                 rc = node ? cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i)
1027                                           : cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
1028                                 if (!rc) {
1029                                         cfs_expr_list_free(el);
1030                                         rc = -EINVAL;
1031                                         goto err_free_table;
1032                                 }
1033                         }
1034                 }
1035
1036                 cfs_expr_list_free(el);
1037
1038                 if (!cfs_cpt_online(cptab, cpt)) {
1039                         CERROR("No online CPU is found on partition %d\n", cpt);
1040                         rc = -ENODEV;
1041                         goto err_free_table;
1042                 }
1043
1044                 str = cfs_trimwhite(bracket + 1);
1045         }
1046
1047         kfree(pattern_dup);
1048         return cptab;
1049
1050 err_free_table:
1051         cfs_cpt_table_free(cptab);
1052 err_free_str:
1053         kfree(pattern_dup);
1054         return ERR_PTR(rc);
1055 }
1056
1057 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1058 #ifdef HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE
1059 static enum cpuhp_state lustre_cpu_online;
1060
1061 static int cfs_cpu_online(unsigned int cpu)
1062 {
1063         return 0;
1064 }
1065 #endif
1066
1067 static int cfs_cpu_dead(unsigned int cpu)
1068 {
1069         bool warn;
1070
1071         /* if all HTs in a core are offline, it may break affinity */
1072         warn = cpumask_any_and(topology_sibling_cpumask(cpu),
1073                                cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids;
1074         CDEBUG(warn ? D_WARNING : D_INFO,
1075                "Lustre: can't support CPU plug-out well now, performance and stability could be impacted [CPU %u]\n",
1076                cpu);
1077         return 0;
1078 }
1079
1080 #ifndef HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE
1081 static int cfs_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action,
1082                           void *hcpu)
1083 {
1084         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1085
1086         switch (action) {
1087         case CPU_DEAD:
1088         case CPU_DEAD_FROZEN:
1089         case CPU_ONLINE:
1090         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1091         default:
1092                 if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN) {
1093                         CDEBUG(D_INFO, "CPU changed [cpu %u action %lx]\n",
1094                                cpu, action);
1095                         break;
1096                 }
1097
1098                 cfs_cpu_dead(cpu);
1099         }
1100
1101         return NOTIFY_OK;
1102 }
1103
1104 static struct notifier_block cfs_cpu_notifier = {
1105         .notifier_call  = cfs_cpu_notify,
1106         .priority       = 0
1107 };
1108 #endif /* !HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE */
1109 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1110
1111 void cfs_cpu_fini(void)
1112 {
1113         if (!IS_ERR_OR_NULL(cfs_cpt_table))
1114                 cfs_cpt_table_free(cfs_cpt_table);
1115
1116 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1117 #ifdef HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE
1118         if (lustre_cpu_online > 0)
1119                 cpuhp_remove_state_nocalls(lustre_cpu_online);
1120         cpuhp_remove_state_nocalls(CPUHP_LUSTRE_CFS_DEAD);
1121 #else
1122         unregister_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1123 #endif /* !HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE */
1124 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1125 }
1126
1127 int cfs_cpu_init(void)
1128 {
1129         int ret = -EINVAL;
1130
1131         LASSERT(!cfs_cpt_table);
1132
1133 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1134 #ifdef HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE
1135         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_LUSTRE_CFS_DEAD,
1136                                         "fs/lustre/cfe:dead", NULL,
1137                                         cfs_cpu_dead);
1138         if (ret < 0)
1139                 goto failed;
1140         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
1141                                         "fs/lustre/cfe:online",
1142                                         cfs_cpu_online, NULL);
1143         if (ret < 0)
1144                 goto failed;
1145         lustre_cpu_online = ret;
1146 #else
1147         register_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1148 #endif /* !HAVE_HOTPLUG_STATE_MACHINE */
1149 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1150         ret = -EINVAL;
1151
1152         get_online_cpus();
1153         if (*cpu_pattern) {
1154                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create_pattern(cpu_pattern);
1155                 if (IS_ERR(cfs_cpt_table)) {
1156                         CERROR("Failed to create cptab from pattern '%s'\n",
1157                                cpu_pattern);
1158                         ret = PTR_ERR(cfs_cpt_table);
1159                         goto failed;
1160                 }
1161
1162         } else {
1163                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create(cpu_npartitions);
1164                 if (IS_ERR(cfs_cpt_table)) {
1165                         CERROR("Failed to create cptab with npartitions %d\n",
1166                                cpu_npartitions);
1167                         ret = PTR_ERR(cfs_cpt_table);
1168                         goto failed;
1169                 }
1170         }
1171
1172         put_online_cpus();
1173
1174         LCONSOLE(0, "HW NUMA nodes: %d, HW CPU cores: %d, npartitions: %d\n",
1175                  num_online_nodes(), num_online_cpus(),
1176                  cfs_cpt_number(cfs_cpt_table));
1177         return 0;
1178
1179 failed:
1180         put_online_cpus();
1181         cfs_cpu_fini();
1182         return ret;
1183 }
1184
1185 #endif