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, 2016, 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 module_param(cpu_npartitions, int, 0444);
  52 MODULE_PARM_DESC(cpu_npartitions, "# of CPU partitions");
  53
  54 /**
  55  * modparam for setting CPU partitions patterns:
  56  *
  57  * i.e: "0[0,1,2,3] 1[4,5,6,7]", number before bracket is CPU partition ID,
  58  *      number in bracket is processor ID (core or HT)
  59  *
  60  * i.e: "N 0[0,1] 1[2,3]" the first character 'N' means numbers in bracket
  61  *       are NUMA node ID, number before bracket is CPU partition ID.
  62  *
  63  * i.e: "N", shortcut expression to create CPT from NUMA & CPU topology
  64  *
  65  * NB: If user specified cpu_pattern, cpu_npartitions will be ignored
  66  */
  67 static char     *cpu_pattern = "N";
  68 module_param(cpu_pattern, charp, 0444);
  69 MODULE_PARM_DESC(cpu_pattern, "CPU partitions pattern");
  70
  71 /* return number of HTs in the same core of \a cpu */
  72 int
  73 cfs_cpu_ht_nsiblings(int cpu)
  74 {
  75         return cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(cpu));
  76 }
  77 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpu_ht_nsiblings);
  78
  79 void
  80 cfs_cpt_table_free(struct cfs_cpt_table *cptab)
  81 {
  82         int i;
  83
  84         if (cptab->ctb_cpu2cpt != NULL) {
  85                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpu2cpt,
  86                             num_possible_cpus() *
  87                             sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
  88         }
  89
  90         for (i = 0; cptab->ctb_parts != NULL && i < cptab->ctb_nparts; i++) {
  91                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
  92
  93                 if (part->cpt_nodemask != NULL) {
  94                         LIBCFS_FREE(part->cpt_nodemask,
  95                                     sizeof(*part->cpt_nodemask));
  96                 }
  97
  98                 if (part->cpt_cpumask != NULL)
  99                         LIBCFS_FREE(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 100         }
 101
 102         if (cptab->ctb_parts != NULL) {
 103                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_parts,
 104                             cptab->ctb_nparts * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 105         }
 106
 107         if (cptab->ctb_nodemask != NULL)
 108                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 109         if (cptab->ctb_cpumask != NULL)
 110                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 111
 112         LIBCFS_FREE(cptab, sizeof(*cptab));
 113 }
 114 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_free);
 115
 116 struct cfs_cpt_table *
 117 cfs_cpt_table_alloc(unsigned int ncpt)
 118 {
 119         struct cfs_cpt_table *cptab;
 120         int     i;
 121
 122         LIBCFS_ALLOC(cptab, sizeof(*cptab));
 123         if (cptab == NULL)
 124                 return NULL;
 125
 126         cptab->ctb_nparts = ncpt;
 127
 128         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 129         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 130
 131         if (cptab->ctb_cpumask == NULL || cptab->ctb_nodemask == NULL)
 132                 goto failed;
 133
 134         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpu2cpt,
 135                      num_possible_cpus() * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 136         if (cptab->ctb_cpu2cpt == NULL)
 137                 goto failed;
 138
 139         memset(cptab->ctb_cpu2cpt, -1,
 140                num_possible_cpus() * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 141
 142         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_parts, ncpt * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 143         if (cptab->ctb_parts == NULL)
 144                 goto failed;
 145
 146         for (i = 0; i < ncpt; i++) {
 147                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 148
 149                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 150                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_nodemask, sizeof(*part->cpt_nodemask));
 151                 if (part->cpt_cpumask == NULL || part->cpt_nodemask == NULL)
 152                         goto failed;
 153         }
 154
 155         return cptab;
 156
 157 failed:
 158         cfs_cpt_table_free(cptab);
 159         return NULL;
 160 }
 161 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_alloc);
 162
 163 int
 164 cfs_cpt_table_print(struct cfs_cpt_table *cptab, char *buf, int len)
 165 {
 166         char    *tmp = buf;
 167         int     rc = 0;
 168         int     i;
 169         int     j;
 170
 171         for (i = 0; i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 172                 if (len > 0) {
 173                         rc = snprintf(tmp, len, "%d\t: ", i);
 174                         len -= rc;
 175                 }
 176
 177                 if (len <= 0) {
 178                         rc = -EFBIG;
 179                         goto out;
 180                 }
 181
 182                 tmp += rc;
 183                 for_each_cpu(j, cptab->ctb_parts[i].cpt_cpumask) {
 184                         rc = snprintf(tmp, len, "%d ", j);
 185                         len -= rc;
 186                         if (len <= 0) {
 187                                 rc = -EFBIG;
 188                                 goto out;
 189                         }
 190                         tmp += rc;
 191                 }
 192
 193                 *tmp = '\n';
 194                 tmp++;
 195                 len--;
 196         }
 197
 198 out:
 199         if (rc < 0)
 200                 return rc;
 201
 202         return tmp - buf;
 203 }
 204 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_print);
 205
 206 int
 207 cfs_cpt_number(struct cfs_cpt_table *cptab)
 208 {
 209         return cptab->ctb_nparts;
 210 }
 211 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_number);
 212
 213 int
 214 cfs_cpt_weight(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 215 {
 216         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 217
 218         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 219                cpumask_weight(cptab->ctb_cpumask) :
 220                cpumask_weight(cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 221 }
 222 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_weight);
 223
 224 int
 225 cfs_cpt_online(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 226 {
 227         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 228
 229         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 230                cpumask_any_and(cptab->ctb_cpumask,
 231                                cpu_online_mask) < nr_cpu_ids :
 232                cpumask_any_and(cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask,
 233                                cpu_online_mask) < nr_cpu_ids;
 234 }
 235 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_online);
 236
 237 cpumask_t *
 238 cfs_cpt_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 239 {
 240         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 241
 242         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 243                cptab->ctb_cpumask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 244 }
 245 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_cpumask);
 246
 247 nodemask_t *
 248 cfs_cpt_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 249 {
 250         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 251
 252         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 253                cptab->ctb_nodemask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 254 }
 255 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_nodemask);
 256
 257 int
 258 cfs_cpt_set_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 259 {
 260         int     node;
 261
 262         LASSERT(cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts);
 263
 264         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu)) {
 265                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is invalid or it's offline\n", cpu);
 266                 return 0;
 267         }
 268
 269         if (cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] != -1) {
 270                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is already in partition %d\n",
 271                        cpu, cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]);
 272                 return 0;
 273         }
 274
 275         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = cpt;
 276
 277         LASSERT(!cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask));
 278         LASSERT(!cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 279
 280         cpumask_set_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask);
 281         cpumask_set_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 282
 283         node = cpu_to_node(cpu);
 284
 285         /* first CPU of @node in this CPT table */
 286         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask))
 287                 node_set(node, *cptab->ctb_nodemask);
 288
 289         /* first CPU of @node in this partition */
 290         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask))
 291                 node_set(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask);
 292
 293         return 1;
 294 }
 295 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpu);
 296
 297 void
 298 cfs_cpt_unset_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 299 {
 300         int     node;
 301         int     i;
 302
 303         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 304
 305         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids) {
 306                 CDEBUG(D_INFO, "Invalid CPU id %d\n", cpu);
 307                 return;
 308         }
 309
 310         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 311                 /* caller doesn't know the partition ID */
 312                 cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 313                 if (cpt < 0) { /* not set in this CPT-table */
 314                         CDEBUG(D_INFO, "Try to unset cpu %d which is "
 315                                        "not in CPT-table %p\n", cpt, cptab);
 316                         return;
 317                 }
 318
 319         } else if (cpt != cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]) {
 320                 CDEBUG(D_INFO,
 321                        "CPU %d is not in cpu-partition %d\n", cpu, cpt);
 322                 return;
 323         }
 324
 325         LASSERT(cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 326         LASSERT(cpumask_test_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask));
 327
 328         cpumask_clear_cpu(cpu, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 329         cpumask_clear_cpu(cpu, cptab->ctb_cpumask);
 330         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = -1;
 331
 332         node = cpu_to_node(cpu);
 333
 334         LASSERT(node_isset(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask));
 335         LASSERT(node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask));
 336
 337         for_each_cpu(i, cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask) {
 338                 /* this CPT has other CPU belonging to this node? */
 339                 if (cpu_to_node(i) == node)
 340                         break;
 341         }
 342
 343         if (i >= nr_cpu_ids)
 344                 node_clear(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask);
 345
 346         for_each_cpu(i, cptab->ctb_cpumask) {
 347                 /* this CPT-table has other CPU belonging to this node? */
 348                 if (cpu_to_node(i) == node)
 349                         break;
 350         }
 351
 352         if (i >= nr_cpu_ids)
 353                 node_clear(node, *cptab->ctb_nodemask);
 354 }
 355 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpu);
 356
 357 int
 358 cfs_cpt_set_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, const cpumask_t *mask)
 359 {
 360         int cpu;
 361
 362         if (cpumask_weight(mask) == 0 ||
 363             cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids) {
 364                 CDEBUG(D_INFO, "No online CPU is found in the CPU mask "
 365                                "for CPU partition %d\n", cpt);
 366                 return 0;
 367         }
 368
 369         for_each_cpu(cpu, mask) {
 370                 if (!cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, cpu))
 371                         return 0;
 372         }
 373
 374         return 1;
 375 }
 376 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpumask);
 377
 378 void
 379 cfs_cpt_unset_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 380                       const cpumask_t *mask)
 381 {
 382         int cpu;
 383
 384         for_each_cpu(cpu, mask)
 385                 cfs_cpt_unset_cpu(cptab, cpt, cpu);
 386 }
 387 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpumask);
 388
 389 int
 390 cfs_cpt_set_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 391 {
 392         const cpumask_t *mask;
 393         int             rc;
 394
 395         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES) {
 396                 CDEBUG(D_INFO,
 397                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 398                 return 0;
 399         }
 400
 401         mask = cpumask_of_node(node);
 402         rc = cfs_cpt_set_cpumask(cptab, cpt, mask);
 403
 404         return rc;
 405 }
 406 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_node);
 407
 408 void
 409 cfs_cpt_unset_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 410 {
 411         const cpumask_t *mask;
 412
 413         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES) {
 414                 CDEBUG(D_INFO,
 415                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 416                 return;
 417         }
 418
 419         mask = cpumask_of_node(node);
 420         cfs_cpt_unset_cpumask(cptab, cpt, mask);
 421
 422 }
 423 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_node);
 424
 425 int
 426 cfs_cpt_set_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, nodemask_t *mask)
 427 {
 428         int     i;
 429
 430         for_each_node_mask(i, *mask) {
 431                 if (!cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i))
 432                         return 0;
 433         }
 434
 435         return 1;
 436 }
 437 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_nodemask);
 438
 439 void
 440 cfs_cpt_unset_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, nodemask_t *mask)
 441 {
 442         int     i;
 443
 444         for_each_node_mask(i, *mask)
 445                 cfs_cpt_unset_node(cptab, cpt, i);
 446 }
 447 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_nodemask);
 448
 449 int cfs_cpt_spread_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 450 {
 451         nodemask_t      *mask;
 452         int             weight;
 453         int             rotor;
 454         int             node;
 455
 456         /* convert CPU partition ID to HW node id */
 457
 458         if (cpt < 0 || cpt >= cptab->ctb_nparts) {
 459                 mask = cptab->ctb_nodemask;
 460                 rotor = cptab->ctb_spread_rotor++;
 461         } else {
 462                 mask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 463                 rotor = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_spread_rotor++;
 464         }
 465
 466         weight = nodes_weight(*mask);
 467         LASSERT(weight > 0);
 468
 469         rotor %= weight;
 470
 471         for_each_node_mask(node, *mask) {
 472                 if (rotor-- == 0)
 473                         return node;
 474         }
 475
 476         LBUG();
 477         return 0;
 478 }
 479 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_spread_node);
 480
 481 int
 482 cfs_cpt_current(struct cfs_cpt_table *cptab, int remap)
 483 {
 484         int     cpu = smp_processor_id();
 485         int     cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 486
 487         if (cpt < 0) {
 488                 if (!remap)
 489                         return cpt;
 490
 491                 /* don't return negative value for safety of upper layer,
 492                  * instead we shadow the unknown cpu to a valid partition ID */
 493                 cpt = cpu % cptab->ctb_nparts;
 494         }
 495
 496         return cpt;
 497 }
 498 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_current);
 499
 500 int
 501 cfs_cpt_of_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpu)
 502 {
 503         LASSERT(cpu >= 0 && cpu < nr_cpu_ids);
 504
 505         return cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 506 }
 507 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_of_cpu);
 508
 509 int
 510 cfs_cpt_bind(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 511 {
 512         cpumask_t       *cpumask;
 513         nodemask_t      *nodemask;
 514         int             rc;
 515         int             i;
 516
 517         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 518
 519         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 520                 cpumask = cptab->ctb_cpumask;
 521                 nodemask = cptab->ctb_nodemask;
 522         } else {
 523                 cpumask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 524                 nodemask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 525         }
 526
 527         if (cpumask_any_and(cpumask, cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids) {
 528                 CERROR("No online CPU found in CPU partition %d, did someone "
 529                        "do CPU hotplug on system? You might need to reload "
 530                        "Lustre modules to keep system working well.\n", cpt);
 531                 return -EINVAL;
 532         }
 533
 534         for_each_online_cpu(i) {
 535                 if (cpumask_test_cpu(i, cpumask))
 536                         continue;
 537
 538                 rc = set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask);
 539                 set_mems_allowed(*nodemask);
 540                 if (rc == 0)
 541                         schedule(); /* switch to allowed CPU */
 542
 543                 return rc;
 544         }
 545
 546         /* don't need to set affinity because all online CPUs are covered */
 547         return 0;
 548 }
 549 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_bind);
 550
 551 /**
 552  * Choose max to \a number CPUs from \a node and set them in \a cpt.
 553  * We always prefer to choose CPU in the same core/socket.
 554  */
 555 static int
 556 cfs_cpt_choose_ncpus(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 557                      cpumask_t *node, int number)
 558 {
 559         cpumask_t       *socket = NULL;
 560         cpumask_t       *core = NULL;
 561         int             rc = 0;
 562         int             cpu;
 563
 564         LASSERT(number > 0);
 565
 566         if (number >= cpumask_weight(node)) {
 567                 while (!cpumask_empty(node)) {
 568                         cpu = cpumask_first(node);
 569
 570                         rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, cpu);
 571                         if (!rc)
 572                                 return -EINVAL;
 573                         cpumask_clear_cpu(cpu, node);
 574                 }
 575                 return 0;
 576         }
 577
 578         /* allocate scratch buffer */
 579         LIBCFS_ALLOC(socket, cpumask_size());
 580         LIBCFS_ALLOC(core, cpumask_size());
 581         if (socket == NULL || core == NULL) {
 582                 rc = -ENOMEM;
 583                 goto out;
 584         }
 585
 586         while (!cpumask_empty(node)) {
 587                 cpu = cpumask_first(node);
 588
 589                 /* get cpumask for cores in the same socket */
 590                 cpumask_copy(socket, topology_core_cpumask(cpu));
 591                 cpumask_and(socket, socket, node);
 592
 593                 LASSERT(!cpumask_empty(socket));
 594
 595                 while (!cpumask_empty(socket)) {
 596                         int     i;
 597
 598                         /* get cpumask for hts in the same core */
 599                         cpumask_copy(core, topology_sibling_cpumask(cpu));
 600                         cpumask_and(core, core, node);
 601
 602                         LASSERT(!cpumask_empty(core));
 603
 604                         for_each_cpu(i, core) {
 605                                 cpumask_clear_cpu(i, socket);
 606                                 cpumask_clear_cpu(i, node);
 607
 608                                 rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 609                                 if (!rc) {
 610                                         rc = -EINVAL;
 611                                         goto out;
 612                                 }
 613
 614                                 if (--number == 0)
 615                                         goto out;
 616                         }
 617                         cpu = cpumask_first(socket);
 618                 }
 619         }
 620
 621 out:
 622         if (socket != NULL)
 623                 LIBCFS_FREE(socket, cpumask_size());
 624         if (core != NULL)
 625                 LIBCFS_FREE(core, cpumask_size());
 626         return rc;
 627 }
 628
 629 #define CPT_WEIGHT_MIN  4u
 630
 631 static unsigned int
 632 cfs_cpt_num_estimate(void)
 633 {
 634         unsigned nnode = num_online_nodes();
 635         unsigned ncpu  = num_online_cpus();
 636         unsigned ncpt;
 637
 638         if (ncpu <= CPT_WEIGHT_MIN) {
 639                 ncpt = 1;
 640                 goto out;
 641         }
 642
 643         /* generate reasonable number of CPU partitions based on total number
 644          * of CPUs, Preferred N should be power2 and match this condition:
 645          * 2 * (N - 1)^2 < NCPUS <= 2 * N^2 */
 646         for (ncpt = 2; ncpu > 2 * ncpt * ncpt; ncpt <<= 1) {}
 647
 648         if (ncpt <= nnode) { /* fat numa system */
 649                 while (nnode > ncpt)
 650                         nnode >>= 1;
 651
 652         } else { /* ncpt > nnode */
 653                 while ((nnode << 1) <= ncpt)
 654                         nnode <<= 1;
 655         }
 656
 657         ncpt = nnode;
 658
 659 out:
 660 #if (BITS_PER_LONG == 32)
 661         /* config many CPU partitions on 32-bit system could consume
 662          * too much memory */
 663         ncpt = min(2U, ncpt);
 664 #endif
 665         while (ncpu % ncpt != 0)
 666                 ncpt--; /* worst case is 1 */
 667
 668         return ncpt;
 669 }
 670
 671 static struct cfs_cpt_table *
 672 cfs_cpt_table_create(int ncpt)
 673 {
 674         struct cfs_cpt_table *cptab = NULL;
 675         cpumask_t       *mask = NULL;
 676         int             cpt = 0;
 677         int             num;
 678         int             rc;
 679         int             i;
 680
 681         rc = cfs_cpt_num_estimate();
 682         if (ncpt <= 0)
 683                 ncpt = rc;
 684
 685         if (ncpt > num_online_cpus() || ncpt > 4 * rc) {
 686                 CWARN("CPU partition number %d is larger than suggested "
 687                       "value (%d), your system may have performance"
 688                       "issue or run out of memory while under pressure\n",
 689                       ncpt, rc);
 690         }
 691
 692         if (num_online_cpus() % ncpt != 0) {
 693                 CERROR("CPU number %d is not multiple of cpu_npartition %d, "
 694                        "please try different cpu_npartitions value or"
 695                        "set pattern string by cpu_pattern=STRING\n",
 696                        (int)num_online_cpus(), ncpt);
 697                 goto failed;
 698         }
 699
 700         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 701         if (cptab == NULL) {
 702                 CERROR("Failed to allocate CPU map(%d)\n", ncpt);
 703                 goto failed;
 704         }
 705
 706         num = num_online_cpus() / ncpt;
 707         if (num == 0) {
 708                 CERROR("CPU changed while setting CPU partition\n");
 709                 goto failed;
 710         }
 711
 712         LIBCFS_ALLOC(mask, cpumask_size());
 713         if (mask == NULL) {
 714                 CERROR("Failed to allocate scratch cpumask\n");
 715                 goto failed;
 716         }
 717
 718         for_each_online_node(i) {
 719                 cpumask_copy(mask, cpumask_of_node(i));
 720
 721                 while (!cpumask_empty(mask)) {
 722                         struct cfs_cpu_partition *part;
 723                         int    n;
 724
 725                         /* Each emulated NUMA node has all allowed CPUs in
 726                          * the mask.
 727                          * End loop when all partitions have assigned CPUs.
 728                          */
 729                         if (cpt == ncpt)
 730                                 break;
 731
 732                         part = &cptab->ctb_parts[cpt];
 733
 734                         n = num - cpumask_weight(part->cpt_cpumask);
 735                         LASSERT(n > 0);
 736
 737                         rc = cfs_cpt_choose_ncpus(cptab, cpt, mask, n);
 738                         if (rc < 0)
 739                                 goto failed;
 740
 741                         LASSERT(num >= cpumask_weight(part->cpt_cpumask));
 742                         if (num == cpumask_weight(part->cpt_cpumask))
 743                                 cpt++;
 744                 }
 745         }
 746
 747         if (cpt != ncpt ||
 748             num != cpumask_weight(cptab->ctb_parts[ncpt - 1].cpt_cpumask)) {
 749                 CERROR("Expect %d(%d) CPU partitions but got %d(%d), "
 750                        "CPU hotplug/unplug while setting?\n",
 751                        cptab->ctb_nparts, num, cpt,
 752                        cpumask_weight(cptab->ctb_parts[ncpt - 1].cpt_cpumask));
 753                 goto failed;
 754         }
 755
 756         LIBCFS_FREE(mask, cpumask_size());
 757
 758         return cptab;
 759
 760  failed:
 761         CERROR("Failed to setup CPU-partition-table with %d "
 762                "CPU-partitions, online HW nodes: %d, HW cpus: %d.\n",
 763                ncpt, num_online_nodes(), num_online_cpus());
 764
 765         if (mask != NULL)
 766                 LIBCFS_FREE(mask, cpumask_size());
 767
 768         if (cptab != NULL)
 769                 cfs_cpt_table_free(cptab);
 770
 771         return NULL;
 772 }
 773
 774 static struct cfs_cpt_table *
 775 cfs_cpt_table_create_pattern(char *pattern)
 776 {
 777         struct cfs_cpt_table    *cptab;
 778         char                    *str;
 779         int                     node    = 0;
 780         int                     ncpt    = 0;
 781         int                     high;
 782         int                     cpt;
 783         int                     rc;
 784         int                     c;
 785         int                     i;
 786
 787         str = cfs_trimwhite(pattern);
 788         if (*str == 'n' || *str == 'N') {
 789                 pattern = str + 1;
 790                 if (*pattern != '\0') {
 791                         node = 1; /* numa pattern */
 792
 793                 } else { /* shortcut to create CPT from NUMA & CPU topology */
 794                         node = -1;
 795                         ncpt = num_online_nodes();
 796                 }
 797         }
 798
 799         if (ncpt == 0) { /* scanning bracket which is mark of partition */
 800                 for (str = pattern;; str++, ncpt++) {
 801                         str = strchr(str, '[');
 802                         if (str == NULL)
 803                                 break;
 804                 }
 805         }
 806
 807         if (ncpt == 0 ||
 808             (node && ncpt > num_online_nodes()) ||
 809             (!node && ncpt > num_online_cpus())) {
 810                 CERROR("Invalid pattern %s, or too many partitions %d\n",
 811                        pattern, ncpt);
 812                 return NULL;
 813         }
 814
 815         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 816         if (cptab == NULL) {
 817                 CERROR("Failed to allocate cpu partition table\n");
 818                 return NULL;
 819         }
 820
 821         if (node < 0) { /* shortcut to create CPT from NUMA & CPU topology */
 822                 cpt = 0;
 823                 for_each_online_node(i) {
 824                         if (cpt >= ncpt) {
 825                                 CERROR("CPU changed while setting CPU "
 826                                        "partition table, %d/%d\n", cpt, ncpt);
 827                                 goto failed;
 828                         }
 829
 830                         rc = cfs_cpt_set_node(cptab, cpt++, i);
 831                         if (!rc)
 832                                 goto failed;
 833                 }
 834                 return cptab;
 835         }
 836
 837         high = node ? MAX_NUMNODES - 1 : nr_cpu_ids - 1;
 838
 839         for (str = cfs_trimwhite(pattern), c = 0;; c++) {
 840                 struct cfs_range_expr   *range;
 841                 struct cfs_expr_list    *el;
 842                 char                    *bracket = strchr(str, '[');
 843                 int                     n;
 844
 845                 if (bracket == NULL) {
 846                         if (*str != 0) {
 847                                 CERROR("Invalid pattern %s\n", str);
 848                                 goto failed;
 849                         } else if (c != ncpt) {
 850                                 CERROR("expect %d partitions but found %d\n",
 851                                        ncpt, c);
 852                                 goto failed;
 853                         }
 854                         break;
 855                 }
 856
 857                 if (sscanf(str, "%d%n", &cpt, &n) < 1) {
 858                         CERROR("Invalid cpu pattern %s\n", str);
 859                         goto failed;
 860                 }
 861
 862                 if (cpt < 0 || cpt >= ncpt) {
 863                         CERROR("Invalid partition id %d, total partitions %d\n",
 864                                cpt, ncpt);
 865                         goto failed;
 866                 }
 867
 868                 if (cfs_cpt_weight(cptab, cpt) != 0) {
 869                         CERROR("Partition %d has already been set.\n", cpt);
 870                         goto failed;
 871                 }
 872
 873                 str = cfs_trimwhite(str + n);
 874                 if (str != bracket) {
 875                         CERROR("Invalid pattern %s\n", str);
 876                         goto failed;
 877                 }
 878
 879                 bracket = strchr(str, ']');
 880                 if (bracket == NULL) {
 881                         CERROR("missing right bracket for cpt %d, %s\n",
 882                                cpt, str);
 883                         goto failed;
 884                 }
 885
 886                 if (cfs_expr_list_parse(str, (bracket - str) + 1,
 887                                         0, high, &el) != 0) {
 888                         CERROR("Can't parse number range: %s\n", str);
 889                         goto failed;
 890                 }
 891
 892                 list_for_each_entry(range, &el->el_exprs, re_link) {
 893                         for (i = range->re_lo; i <= range->re_hi; i++) {
 894                                 if ((i - range->re_lo) % range->re_stride != 0)
 895                                         continue;
 896
 897                                 rc = node ? cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i) :
 898                                             cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 899                                 if (!rc) {
 900                                         cfs_expr_list_free(el);
 901                                         goto failed;
 902                                 }
 903                         }
 904                 }
 905
 906                 cfs_expr_list_free(el);
 907
 908                 if (!cfs_cpt_online(cptab, cpt)) {
 909                         CERROR("No online CPU is found on partition %d\n", cpt);
 910                         goto failed;
 911                 }
 912
 913                 str = cfs_trimwhite(bracket + 1);
 914         }
 915
 916         return cptab;
 917
 918  failed:
 919         cfs_cpt_table_free(cptab);
 920         return NULL;
 921 }
 922
 923 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 924 static int
 925 cfs_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action, void *hcpu)
 926 {
 927         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
 928         bool         warn;
 929
 930         switch (action) {
 931         case CPU_DEAD:
 932         case CPU_DEAD_FROZEN:
 933         case CPU_ONLINE:
 934         case CPU_ONLINE_FROZEN:
 935         default:
 936                 if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN) {
 937                         CDEBUG(D_INFO, "CPU changed [cpu %u action %lx]\n",
 938                                cpu, action);
 939                         break;
 940                 }
 941
 942                 /* if all HTs in a core are offline, it may break affinity */
 943                 warn = cpumask_any_and(topology_sibling_cpumask(cpu),
 944                                        cpu_online_mask) >= nr_cpu_ids;
 945                 CDEBUG(warn ? D_WARNING : D_INFO,
 946                        "Lustre: can't support CPU plug-out well now, "
 947                        "performance and stability could be impacted"
 948                        "[CPU %u action: %lx]\n", cpu, action);
 949         }
 950
 951         return NOTIFY_OK;
 952 }
 953
 954 static struct notifier_block cfs_cpu_notifier = {
 955         .notifier_call  = cfs_cpu_notify,
 956         .priority       = 0
 957 };
 958
 959 #endif
 960
 961 void
 962 cfs_cpu_fini(void)
 963 {
 964         if (cfs_cpt_table != NULL)
 965                 cfs_cpt_table_free(cfs_cpt_table);
 966
 967 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 968         unregister_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
 969 #endif
 970 }
 971
 972 int
 973 cfs_cpu_init(void)
 974 {
 975         LASSERT(cfs_cpt_table == NULL);
 976
 977 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 978         register_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
 979 #endif
 980         get_online_cpus();
 981         if (*cpu_pattern != 0) {
 982                 char *cpu_pattern_dup = kstrdup(cpu_pattern, GFP_KERNEL);
 983
 984                 if (cpu_pattern_dup == NULL) {
 985                         CERROR("Failed to duplicate cpu_pattern\n");
 986                         goto failed;
 987                 }
 988
 989                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create_pattern(cpu_pattern_dup);
 990                 kfree(cpu_pattern_dup);
 991                 if (cfs_cpt_table == NULL) {
 992                         CERROR("Failed to create cptab from pattern %s\n",
 993                                cpu_pattern);
 994                         goto failed;
 995                 }
 996
 997         } else {
 998                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create(cpu_npartitions);
 999                 if (cfs_cpt_table == NULL) {
1000                         CERROR("Failed to create ptable with npartitions %d\n",
1001                                cpu_npartitions);
1002                         goto failed;
1003                 }
1004         }
1005         put_online_cpus();
1006
1007         LCONSOLE(0, "HW nodes: %d, HW CPU cores: %d, npartitions: %d\n",
1008                      num_online_nodes(), num_online_cpus(),
1009                      cfs_cpt_number(cfs_cpt_table));
1010         return 0;
1011
1012 failed:
1013         put_online_cpus();
1014         cfs_cpu_fini();
1015         return -1;
1016 }
1017
1018 #endif