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  * NB: If user specified cpu_pattern, cpu_npartitions will be ignored
  63  */
  64 static char     *cpu_pattern = "";
  65 CFS_MODULE_PARM(cpu_pattern, "s", charp, 0444, "CPU partitions pattern");
  66
  67 struct cfs_cpt_data {
  68         /* serialize hotplug etc */
  69         spinlock_t              cpt_lock;
  70         /* reserved for hotplug */
  71         unsigned long           cpt_version;
  72         /* mutex to protect cpt_cpumask */
  73         struct mutex            cpt_mutex;
  74         /* scratch buffer for set/unset_node */
  75         cpumask_t               *cpt_cpumask;
  76 };
  77
  78 static struct cfs_cpt_data      cpt_data;
  79
  80 void
  81 cfs_cpu_core_siblings(int cpu, cpumask_t *mask)
  82 {
  83         /* return cpumask of cores in the same socket */
  84         cpumask_copy(mask, topology_core_cpumask(cpu));
  85 }
  86 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_core_siblings);
  87
  88 /* return number of cores in the same socket of \a cpu */
  89 int
  90 cfs_cpu_core_nsiblings(int cpu)
  91 {
  92         int     num;
  93
  94         mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
  95
  96         cfs_cpu_core_siblings(cpu, cpt_data.cpt_cpumask);
  97         num = cpus_weight(*cpt_data.cpt_cpumask);
  98
  99         mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
 100
 101         return num;
 102 }
 103 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_core_nsiblings);
 104
 105 /* return cpumask of HTs in the same core */
 106 void
 107 cfs_cpu_ht_siblings(int cpu, cpumask_t *mask)
 108 {
 109         cpumask_copy(mask, topology_thread_cpumask(cpu));
 110 }
 111 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_ht_siblings);
 112
 113 /* return number of HTs in the same core of \a cpu */
 114 int
 115 cfs_cpu_ht_nsiblings(int cpu)
 116 {
 117         int     num;
 118
 119         mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
 120
 121         cfs_cpu_ht_siblings(cpu, cpt_data.cpt_cpumask);
 122         num = cpus_weight(*cpt_data.cpt_cpumask);
 123
 124         mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
 125
 126         return num;
 127 }
 128 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_ht_nsiblings);
 129
 130 void
 131 cfs_node_to_cpumask(int node, cpumask_t *mask)
 132 {
 133         const cpumask_t *tmp = cpumask_of_node(node);
 134
 135         if (tmp != NULL)
 136                 cpumask_copy(mask, tmp);
 137         else
 138                 cpumask_clear(mask);
 139 }
 140 EXPORT_SYMBOL(cfs_node_to_cpumask);
 141
 142 void
 143 cfs_cpt_table_free(struct cfs_cpt_table *cptab)
 144 {
 145         int     i;
 146
 147         if (cptab->ctb_cpu2cpt != NULL) {
 148                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpu2cpt,
 149                             num_possible_cpus() *
 150                             sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 151         }
 152
 153         for (i = 0; cptab->ctb_parts != NULL && i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 154                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 155
 156                 if (part->cpt_nodemask != NULL) {
 157                         LIBCFS_FREE(part->cpt_nodemask,
 158                                     sizeof(*part->cpt_nodemask));
 159                 }
 160
 161                 if (part->cpt_cpumask != NULL)
 162                         LIBCFS_FREE(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 163         }
 164
 165         if (cptab->ctb_parts != NULL) {
 166                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_parts,
 167                             cptab->ctb_nparts * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 168         }
 169
 170         if (cptab->ctb_nodemask != NULL)
 171                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 172         if (cptab->ctb_cpumask != NULL)
 173                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 174
 175         LIBCFS_FREE(cptab, sizeof(*cptab));
 176 }
 177 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_free);
 178
 179 struct cfs_cpt_table *
 180 cfs_cpt_table_alloc(unsigned int ncpt)
 181 {
 182         struct cfs_cpt_table *cptab;
 183         int     i;
 184
 185         LIBCFS_ALLOC(cptab, sizeof(*cptab));
 186         if (cptab == NULL)
 187                 return NULL;
 188
 189         cptab->ctb_nparts = ncpt;
 190
 191         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 192         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 193
 194         if (cptab->ctb_cpumask == NULL || cptab->ctb_nodemask == NULL)
 195                 goto failed;
 196
 197         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpu2cpt,
 198                      num_possible_cpus() * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 199         if (cptab->ctb_cpu2cpt == NULL)
 200                 goto failed;
 201
 202         memset(cptab->ctb_cpu2cpt, -1,
 203                num_possible_cpus() * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 204
 205         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_parts, ncpt * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 206         if (cptab->ctb_parts == NULL)
 207                 goto failed;
 208
 209         for (i = 0; i < ncpt; i++) {
 210                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 211
 212                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 213                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_nodemask, sizeof(*part->cpt_nodemask));
 214                 if (part->cpt_cpumask == NULL || part->cpt_nodemask == NULL)
 215                         goto failed;
 216         }
 217
 218         spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
 219         /* Reserved for hotplug */
 220         cptab->ctb_version = cpt_data.cpt_version;
 221         spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
 222
 223         return cptab;
 224
 225  failed:
 226         cfs_cpt_table_free(cptab);
 227         return NULL;
 228 }
 229 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_alloc);
 230
 231 int
 232 cfs_cpt_table_print(struct cfs_cpt_table *cptab, char *buf, int len)
 233 {
 234         char    *tmp = buf;
 235         int     rc = 0;
 236         int     i;
 237         int     j;
 238
 239         for (i = 0; i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 240                 if (len > 0) {
 241                         rc = snprintf(tmp, len, "%d\t: ", i);
 242                         len -= rc;
 243                 }
 244
 245                 if (len <= 0) {
 246                         rc = -EFBIG;
 247                         goto out;
 248                 }
 249
 250                 tmp += rc;
 251                 for_each_cpu_mask(j, *cptab->ctb_parts[i].cpt_cpumask) {
 252                         rc = snprintf(tmp, len, "%d ", j);
 253                         len -= rc;
 254                         if (len <= 0) {
 255                                 rc = -EFBIG;
 256                                 goto out;
 257                         }
 258                         tmp += rc;
 259                 }
 260
 261                 *tmp = '\n';
 262                 tmp++;
 263                 len--;
 264         }
 265
 266  out:
 267         if (rc < 0)
 268                 return rc;
 269
 270         return tmp - buf;
 271 }
 272 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_print);
 273
 274 int
 275 cfs_cpt_number(struct cfs_cpt_table *cptab)
 276 {
 277         return cptab->ctb_nparts;
 278 }
 279 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_number);
 280
 281 int
 282 cfs_cpt_weight(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 283 {
 284         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 285
 286         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 287                cpus_weight(*cptab->ctb_cpumask) :
 288                cpus_weight(*cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 289 }
 290 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_weight);
 291
 292 int
 293 cfs_cpt_online(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 294 {
 295         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 296
 297         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 298                any_online_cpu(*cptab->ctb_cpumask) != NR_CPUS :
 299                any_online_cpu(*cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask) != NR_CPUS;
 300 }
 301 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_online);
 302
 303 cpumask_t *
 304 cfs_cpt_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 305 {
 306         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 307
 308         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 309                cptab->ctb_cpumask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 310 }
 311 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_cpumask);
 312
 313 nodemask_t *
 314 cfs_cpt_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 315 {
 316         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 317
 318         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 319                cptab->ctb_nodemask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 320 }
 321 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_nodemask);
 322
 323 int
 324 cfs_cpt_set_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 325 {
 326         int     node;
 327
 328         LASSERT(cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts);
 329
 330         if (cpu < 0 || cpu >= NR_CPUS || !cpu_online(cpu)) {
 331                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is invalid or it's offline\n", cpu);
 332                 return 0;
 333         }
 334
 335         if (cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] != -1) {
 336                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is already in partition %d\n",
 337                        cpu, cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]);
 338                 return 0;
 339         }
 340
 341         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = cpt;
 342
 343         LASSERT(!cpu_isset(cpu, *cptab->ctb_cpumask));
 344         LASSERT(!cpu_isset(cpu, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 345
 346         cpu_set(cpu, *cptab->ctb_cpumask);
 347         cpu_set(cpu, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 348
 349         node = cpu_to_node(cpu);
 350
 351         /* first CPU of @node in this CPT table */
 352         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask))
 353                 node_set(node, *cptab->ctb_nodemask);
 354
 355         /* first CPU of @node in this partition */
 356         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask))
 357                 node_set(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask);
 358
 359         return 1;
 360 }
 361 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpu);
 362
 363 void
 364 cfs_cpt_unset_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 365 {
 366         int     node;
 367         int     i;
 368
 369         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 370
 371         if (cpu < 0 || cpu >= NR_CPUS) {
 372                 CDEBUG(D_INFO, "Invalid CPU id %d\n", cpu);
 373                 return;
 374         }
 375
 376         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 377                 /* caller doesn't know the partition ID */
 378                 cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 379                 if (cpt < 0) { /* not set in this CPT-table */
 380                         CDEBUG(D_INFO, "Try to unset cpu %d which is "
 381                                        "not in CPT-table %p\n", cpt, cptab);
 382                         return;
 383                 }
 384
 385         } else if (cpt != cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]) {
 386                 CDEBUG(D_INFO,
 387                        "CPU %d is not in cpu-partition %d\n", cpu, cpt);
 388                 return;
 389         }
 390
 391         LASSERT(cpu_isset(cpu, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 392         LASSERT(cpu_isset(cpu, *cptab->ctb_cpumask));
 393
 394         cpu_clear(cpu, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 395         cpu_clear(cpu, *cptab->ctb_cpumask);
 396         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = -1;
 397
 398         node = cpu_to_node(cpu);
 399
 400         LASSERT(node_isset(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask));
 401         LASSERT(node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask));
 402
 403         for_each_cpu_mask(i, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask) {
 404                 /* this CPT has other CPU belonging to this node? */
 405                 if (cpu_to_node(i) == node)
 406                         break;
 407         }
 408
 409         if (i == NR_CPUS)
 410                 node_clear(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask);
 411
 412         for_each_cpu_mask(i, *cptab->ctb_cpumask) {
 413                 /* this CPT-table has other CPU belonging to this node? */
 414                 if (cpu_to_node(i) == node)
 415                         break;
 416         }
 417
 418         if (i == NR_CPUS)
 419                 node_clear(node, *cptab->ctb_nodemask);
 420
 421         return;
 422 }
 423 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpu);
 424
 425 int
 426 cfs_cpt_set_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, cpumask_t *mask)
 427 {
 428         int     i;
 429
 430         if (cpus_weight(*mask) == 0 || any_online_cpu(*mask) == NR_CPUS) {
 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_mask(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_mask(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_mask(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_CPUS);
 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 (any_online_cpu(*cpumask) == NR_CPUS) {
 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 (cpu_isset(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 >= cpus_weight(*node)) {
 665                 while (!cpus_empty(*node)) {
 666                         cpu = first_cpu(*node);
 667
 668                         rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, cpu);
 669                         if (!rc)
 670                                 return -EINVAL;
 671                         cpu_clear(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 (!cpus_empty(*node)) {
 685                 cpu = first_cpu(*node);
 686
 687                 /* get cpumask for cores in the same socket */
 688                 cfs_cpu_core_siblings(cpu, socket);
 689                 cpus_and(*socket, *socket, *node);
 690
 691                 LASSERT(!cpus_empty(*socket));
 692
 693                 while (!cpus_empty(*socket)) {
 694                         int     i;
 695
 696                         /* get cpumask for hts in the same core */
 697                         cfs_cpu_ht_siblings(cpu, core);
 698                         cpus_and(*core, *core, *node);
 699
 700                         LASSERT(!cpus_empty(*core));
 701
 702                         for_each_cpu_mask(i, *core) {
 703                                 cpu_clear(i, *socket);
 704                                 cpu_clear(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 = first_cpu(*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 (!cpus_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 - cpus_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 >= cpus_weight(*part->cpt_cpumask));
 840                         if (num == cpus_weight(*part->cpt_cpumask))
 841                                 cpt++;
 842                 }
 843         }
 844
 845         if (cpt != ncpt ||
 846             num != cpus_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                        cpus_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    = pattern;
 877         int                     node    = 0;
 878         int                     high;
 879         int                     ncpt;
 880         int                     c;
 881
 882         for (ncpt = 0;; ncpt++) { /* quick scan bracket */
 883                 str = strchr(str, '[');
 884                 if (str == NULL)
 885                         break;
 886                 str++;
 887         }
 888
 889         str = cfs_trimwhite(pattern);
 890         if (*str == 'n' || *str == 'N') {
 891                 pattern = str + 1;
 892                 node = 1;
 893         }
 894
 895         if (ncpt == 0 ||
 896             (node && ncpt > num_online_nodes()) ||
 897             (!node && ncpt > num_online_cpus())) {
 898                 CERROR("Invalid pattern %s, or too many partitions %d\n",
 899                        pattern, ncpt);
 900                 return NULL;
 901         }
 902
 903         high = node ? MAX_NUMNODES - 1 : NR_CPUS - 1;
 904
 905         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 906         if (cptab == NULL) {
 907                 CERROR("Failed to allocate cpu partition table\n");
 908                 return NULL;
 909         }
 910
 911         for (str = cfs_trimwhite(pattern), c = 0;; c++) {
 912                 struct cfs_range_expr   *range;
 913                 struct cfs_expr_list    *el;
 914                 char                    *bracket = strchr(str, '[');
 915                 int                     cpt;
 916                 int                     rc;
 917                 int                     i;
 918                 int                     n;
 919
 920                 if (bracket == NULL) {
 921                         if (*str != 0) {
 922                                 CERROR("Invalid pattern %s\n", str);
 923                                 goto failed;
 924                         } else if (c != ncpt) {
 925                                 CERROR("expect %d partitions but found %d\n",
 926                                        ncpt, c);
 927                                 goto failed;
 928                         }
 929                         break;
 930                 }
 931
 932                 if (sscanf(str, "%d%n", &cpt, &n) < 1) {
 933                         CERROR("Invalid cpu pattern %s\n", str);
 934                         goto failed;
 935                 }
 936
 937                 if (cpt < 0 || cpt >= ncpt) {
 938                         CERROR("Invalid partition id %d, total partitions %d\n",
 939                                cpt, ncpt);
 940                         goto failed;
 941                 }
 942
 943                 if (cfs_cpt_weight(cptab, cpt) != 0) {
 944                         CERROR("Partition %d has already been set.\n", cpt);
 945                         goto failed;
 946                 }
 947
 948                 str = cfs_trimwhite(str + n);
 949                 if (str != bracket) {
 950                         CERROR("Invalid pattern %s\n", str);
 951                         goto failed;
 952                 }
 953
 954                 bracket = strchr(str, ']');
 955                 if (bracket == NULL) {
 956                         CERROR("missing right bracket for cpt %d, %s\n",
 957                                cpt, str);
 958                         goto failed;
 959                 }
 960
 961                 if (cfs_expr_list_parse(str, (bracket - str) + 1,
 962                                         0, high, &el) != 0) {
 963                         CERROR("Can't parse number range: %s\n", str);
 964                         goto failed;
 965                 }
 966
 967                 list_for_each_entry(range, &el->el_exprs, re_link) {
 968                         for (i = range->re_lo; i <= range->re_hi; i++) {
 969                                 if ((i - range->re_lo) % range->re_stride != 0)
 970                                         continue;
 971
 972                                 rc = node ? cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i) :
 973                                             cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 974                                 if (!rc) {
 975                                         cfs_expr_list_free(el);
 976                                         goto failed;
 977                                 }
 978                         }
 979                 }
 980
 981                 cfs_expr_list_free(el);
 982
 983                 if (!cfs_cpt_online(cptab, cpt)) {
 984                         CERROR("No online CPU is found on partition %d\n", cpt);
 985                         goto failed;
 986                 }
 987
 988                 str = cfs_trimwhite(bracket + 1);
 989         }
 990
 991         return cptab;
 992
 993  failed:
 994         cfs_cpt_table_free(cptab);
 995         return NULL;
 996 }
 997
 998 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 999 static int
1000 cfs_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action, void *hcpu)
1001 {
1002         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
1003         bool         warn;
1004
1005         switch (action) {
1006         case CPU_DEAD:
1007         case CPU_DEAD_FROZEN:
1008         case CPU_ONLINE:
1009         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1010                 spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
1011                 cpt_data.cpt_version++;
1012                 spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1013         default:
1014                 if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN) {
1015                         CDEBUG(D_INFO, "CPU changed [cpu %u action %lx]\n",
1016                                cpu, action);
1017                         break;
1018                 }
1019
1020                 mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
1021                 /* if all HTs in a core are offline, it may break affinity */
1022                 cfs_cpu_ht_siblings(cpu, cpt_data.cpt_cpumask);
1023                 warn = any_online_cpu(*cpt_data.cpt_cpumask) >= nr_cpu_ids;
1024                 mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
1025                 CDEBUG(warn ? D_WARNING : D_INFO,
1026                        "Lustre: can't support CPU plug-out well now, "
1027                        "performance and stability could be impacted"
1028                        "[CPU %u action: %lx]\n", cpu, action);
1029         }
1030
1031         return NOTIFY_OK;
1032 }
1033
1034 static struct notifier_block cfs_cpu_notifier = {
1035         .notifier_call  = cfs_cpu_notify,
1036         .priority       = 0
1037 };
1038
1039 #endif
1040
1041 void
1042 cfs_cpu_fini(void)
1043 {
1044         if (cfs_cpt_table != NULL)
1045                 cfs_cpt_table_free(cfs_cpt_table);
1046
1047 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1048         unregister_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1049 #endif
1050         if (cpt_data.cpt_cpumask != NULL)
1051                 LIBCFS_FREE(cpt_data.cpt_cpumask, cpumask_size());
1052 }
1053
1054 int
1055 cfs_cpu_init(void)
1056 {
1057         LASSERT(cfs_cpt_table == NULL);
1058
1059         memset(&cpt_data, 0, sizeof(cpt_data));
1060
1061         LIBCFS_ALLOC(cpt_data.cpt_cpumask, cpumask_size());
1062         if (cpt_data.cpt_cpumask == NULL) {
1063                 CERROR("Failed to allocate scratch buffer\n");
1064                 return -1;
1065         }
1066
1067         spin_lock_init(&cpt_data.cpt_lock);
1068         mutex_init(&cpt_data.cpt_mutex);
1069
1070 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1071         register_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1072 #endif
1073
1074         if (*cpu_pattern != 0) {
1075                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create_pattern(cpu_pattern);
1076                 if (cfs_cpt_table == NULL) {
1077                         CERROR("Failed to create cptab from pattern %s\n",
1078                                cpu_pattern);
1079                         goto failed;
1080                 }
1081
1082         } else {
1083                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create(cpu_npartitions);
1084                 if (cfs_cpt_table == NULL) {
1085                         CERROR("Failed to create ptable with npartitions %d\n",
1086                                cpu_npartitions);
1087                         goto failed;
1088                 }
1089         }
1090
1091         spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
1092         if (cfs_cpt_table->ctb_version != cpt_data.cpt_version) {
1093                 spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1094                 CERROR("CPU hotplug/unplug during setup\n");
1095                 goto failed;
1096         }
1097         spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1098
1099         LCONSOLE(0, "HW CPU cores: %d, npartitions: %d\n",
1100                  num_online_cpus(), cfs_cpt_number(cfs_cpt_table));
1101         return 0;
1102
1103  failed:
1104         cfs_cpu_fini();
1105         return -1;
1106 }
1107
1108 #endif