drivers/staging/lustre/lustre/libcfs/linux/linux-cpu.c

   1 /*
   2  * GPL HEADER START
   3  *
   4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
   8  * as published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
  14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * version 2 along with this program; if not, write to the
  18  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  19  * Boston, MA 021110-1307, USA
  20  *
  21  * GPL HEADER END
  22  */
  23 /*
  24  * Copyright (c) 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  25  * Copyright (c) 2012, Intel Corporation.
  26  */
  27 /*
  28  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  29  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  30  *
  31  * Author: liang@whamcloud.com
  32  */
  33
  34 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LNET
  35
  36 #include <linux/cpu.h>
  37 #include <linux/sched.h>
  38 #include "../../../include/linux/libcfs/libcfs.h"
  39
  40 #ifdef CONFIG_SMP
  41
  42 /**
  43  * modparam for setting number of partitions
  44  *
  45  *  0 : estimate best value based on cores or NUMA nodes
  46  *  1 : disable multiple partitions
  47  * >1 : specify number of partitions
  48  */
  49 static int      cpu_npartitions;
  50 module_param(cpu_npartitions, int, 0444);
  51 MODULE_PARM_DESC(cpu_npartitions, "# 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 module_param(cpu_pattern, charp, 0444);
  66 MODULE_PARM_DESC(cpu_pattern, "CPU partitions pattern");
  67
  68 struct cfs_cpt_data {
  69         /* serialize hotplug etc */
  70         spinlock_t              cpt_lock;
  71         /* reserved for hotplug */
  72         unsigned long           cpt_version;
  73         /* mutex to protect cpt_cpumask */
  74         struct mutex            cpt_mutex;
  75         /* scratch buffer for set/unset_node */
  76         cpumask_t               *cpt_cpumask;
  77 };
  78
  79 static struct cfs_cpt_data      cpt_data;
  80
  81 static void 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
  87 /* return cpumask of HTs in the same core */
  88 static void cfs_cpu_ht_siblings(int cpu, cpumask_t *mask)
  89 {
  90         cpumask_copy(mask, topology_thread_cpumask(cpu));
  91 }
  92
  93 static void cfs_node_to_cpumask(int node, cpumask_t *mask)
  94 {
  95         cpumask_copy(mask, cpumask_of_node(node));
  96 }
  97
  98 void
  99 cfs_cpt_table_free(struct cfs_cpt_table *cptab)
 100 {
 101         int     i;
 102
 103         if (cptab->ctb_cpu2cpt != NULL) {
 104                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpu2cpt,
 105                             num_possible_cpus() *
 106                             sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 107         }
 108
 109         for (i = 0; cptab->ctb_parts != NULL && i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 110                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 111
 112                 if (part->cpt_nodemask != NULL) {
 113                         LIBCFS_FREE(part->cpt_nodemask,
 114                                     sizeof(*part->cpt_nodemask));
 115                 }
 116
 117                 if (part->cpt_cpumask != NULL)
 118                         LIBCFS_FREE(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 119         }
 120
 121         if (cptab->ctb_parts != NULL) {
 122                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_parts,
 123                             cptab->ctb_nparts * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 124         }
 125
 126         if (cptab->ctb_nodemask != NULL)
 127                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 128         if (cptab->ctb_cpumask != NULL)
 129                 LIBCFS_FREE(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 130
 131         LIBCFS_FREE(cptab, sizeof(*cptab));
 132 }
 133 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_free);
 134
 135 struct cfs_cpt_table *
 136 cfs_cpt_table_alloc(unsigned int ncpt)
 137 {
 138         struct cfs_cpt_table *cptab;
 139         int     i;
 140
 141         LIBCFS_ALLOC(cptab, sizeof(*cptab));
 142         if (cptab == NULL)
 143                 return NULL;
 144
 145         cptab->ctb_nparts = ncpt;
 146
 147         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpumask, cpumask_size());
 148         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_nodemask, sizeof(*cptab->ctb_nodemask));
 149
 150         if (cptab->ctb_cpumask == NULL || cptab->ctb_nodemask == NULL)
 151                 goto failed;
 152
 153         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_cpu2cpt,
 154                      num_possible_cpus() * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 155         if (cptab->ctb_cpu2cpt == NULL)
 156                 goto failed;
 157
 158         memset(cptab->ctb_cpu2cpt, -1,
 159                num_possible_cpus() * sizeof(cptab->ctb_cpu2cpt[0]));
 160
 161         LIBCFS_ALLOC(cptab->ctb_parts, ncpt * sizeof(cptab->ctb_parts[0]));
 162         if (cptab->ctb_parts == NULL)
 163                 goto failed;
 164
 165         for (i = 0; i < ncpt; i++) {
 166                 struct cfs_cpu_partition *part = &cptab->ctb_parts[i];
 167
 168                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_cpumask, cpumask_size());
 169                 LIBCFS_ALLOC(part->cpt_nodemask, sizeof(*part->cpt_nodemask));
 170                 if (part->cpt_cpumask == NULL || part->cpt_nodemask == NULL)
 171                         goto failed;
 172         }
 173
 174         spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
 175         /* Reserved for hotplug */
 176         cptab->ctb_version = cpt_data.cpt_version;
 177         spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
 178
 179         return cptab;
 180
 181  failed:
 182         cfs_cpt_table_free(cptab);
 183         return NULL;
 184 }
 185 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_alloc);
 186
 187 int
 188 cfs_cpt_table_print(struct cfs_cpt_table *cptab, char *buf, int len)
 189 {
 190         char    *tmp = buf;
 191         int     rc = 0;
 192         int     i;
 193         int     j;
 194
 195         for (i = 0; i < cptab->ctb_nparts; i++) {
 196                 if (len > 0) {
 197                         rc = snprintf(tmp, len, "%d\t: ", i);
 198                         len -= rc;
 199                 }
 200
 201                 if (len <= 0) {
 202                         rc = -EFBIG;
 203                         goto out;
 204                 }
 205
 206                 tmp += rc;
 207                 for_each_cpu_mask(j, *cptab->ctb_parts[i].cpt_cpumask) {
 208                         rc = snprintf(tmp, len, "%d ", j);
 209                         len -= rc;
 210                         if (len <= 0) {
 211                                 rc = -EFBIG;
 212                                 goto out;
 213                         }
 214                         tmp += rc;
 215                 }
 216
 217                 *tmp = '\n';
 218                 tmp++;
 219                 len--;
 220         }
 221
 222  out:
 223         if (rc < 0)
 224                 return rc;
 225
 226         return tmp - buf;
 227 }
 228 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_table_print);
 229
 230 int
 231 cfs_cpt_number(struct cfs_cpt_table *cptab)
 232 {
 233         return cptab->ctb_nparts;
 234 }
 235 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_number);
 236
 237 int
 238 cfs_cpt_weight(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                cpus_weight(*cptab->ctb_cpumask) :
 244                cpus_weight(*cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 245 }
 246 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_weight);
 247
 248 int
 249 cfs_cpt_online(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 250 {
 251         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 252
 253         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 254                any_online_cpu(*cptab->ctb_cpumask) != NR_CPUS :
 255                any_online_cpu(*cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask) != NR_CPUS;
 256 }
 257 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_online);
 258
 259 cpumask_t *
 260 cfs_cpt_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 261 {
 262         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 263
 264         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 265                cptab->ctb_cpumask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 266 }
 267 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_cpumask);
 268
 269 nodemask_t *
 270 cfs_cpt_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 271 {
 272         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 273
 274         return cpt == CFS_CPT_ANY ?
 275                cptab->ctb_nodemask : cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 276 }
 277 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_nodemask);
 278
 279 int
 280 cfs_cpt_set_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 281 {
 282         int     node;
 283
 284         LASSERT(cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts);
 285
 286         if (cpu < 0 || cpu >= NR_CPUS || !cpu_online(cpu)) {
 287                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is invalid or it's offline\n", cpu);
 288                 return 0;
 289         }
 290
 291         if (cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] != -1) {
 292                 CDEBUG(D_INFO, "CPU %d is already in partition %d\n",
 293                        cpu, cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]);
 294                 return 0;
 295         }
 296
 297         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = cpt;
 298
 299         LASSERT(!cpu_isset(cpu, *cptab->ctb_cpumask));
 300         LASSERT(!cpu_isset(cpu, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 301
 302         cpu_set(cpu, *cptab->ctb_cpumask);
 303         cpu_set(cpu, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 304
 305         node = cpu_to_node(cpu);
 306
 307         /* first CPU of @node in this CPT table */
 308         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask))
 309                 node_set(node, *cptab->ctb_nodemask);
 310
 311         /* first CPU of @node in this partition */
 312         if (!node_isset(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask))
 313                 node_set(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask);
 314
 315         return 1;
 316 }
 317 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpu);
 318
 319 void
 320 cfs_cpt_unset_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int cpu)
 321 {
 322         int     node;
 323         int     i;
 324
 325         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 326
 327         if (cpu < 0 || cpu >= NR_CPUS) {
 328                 CDEBUG(D_INFO, "Invalid CPU id %d\n", cpu);
 329                 return;
 330         }
 331
 332         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 333                 /* caller doesn't know the partition ID */
 334                 cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 335                 if (cpt < 0) { /* not set in this CPT-table */
 336                         CDEBUG(D_INFO, "Try to unset cpu %d which is "
 337                                        "not in CPT-table %p\n", cpt, cptab);
 338                         return;
 339                 }
 340
 341         } else if (cpt != cptab->ctb_cpu2cpt[cpu]) {
 342                 CDEBUG(D_INFO,
 343                        "CPU %d is not in cpu-partition %d\n", cpu, cpt);
 344                 return;
 345         }
 346
 347         LASSERT(cpu_isset(cpu, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask));
 348         LASSERT(cpu_isset(cpu, *cptab->ctb_cpumask));
 349
 350         cpu_clear(cpu, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask);
 351         cpu_clear(cpu, *cptab->ctb_cpumask);
 352         cptab->ctb_cpu2cpt[cpu] = -1;
 353
 354         node = cpu_to_node(cpu);
 355
 356         LASSERT(node_isset(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask));
 357         LASSERT(node_isset(node, *cptab->ctb_nodemask));
 358
 359         for_each_cpu_mask(i, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask) {
 360                 /* this CPT has other CPU belonging to this node? */
 361                 if (cpu_to_node(i) == node)
 362                         break;
 363         }
 364
 365         if (i == NR_CPUS)
 366                 node_clear(node, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask);
 367
 368         for_each_cpu_mask(i, *cptab->ctb_cpumask) {
 369                 /* this CPT-table has other CPU belonging to this node? */
 370                 if (cpu_to_node(i) == node)
 371                         break;
 372         }
 373
 374         if (i == NR_CPUS)
 375                 node_clear(node, *cptab->ctb_nodemask);
 376
 377         return;
 378 }
 379 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpu);
 380
 381 int
 382 cfs_cpt_set_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, cpumask_t *mask)
 383 {
 384         int     i;
 385
 386         if (cpus_weight(*mask) == 0 || any_online_cpu(*mask) == NR_CPUS) {
 387                 CDEBUG(D_INFO, "No online CPU is found in the CPU mask "
 388                                "for CPU partition %d\n", cpt);
 389                 return 0;
 390         }
 391
 392         for_each_cpu_mask(i, *mask) {
 393                 if (!cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i))
 394                         return 0;
 395         }
 396
 397         return 1;
 398 }
 399 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_cpumask);
 400
 401 void
 402 cfs_cpt_unset_cpumask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, cpumask_t *mask)
 403 {
 404         int     i;
 405
 406         for_each_cpu_mask(i, *mask)
 407                 cfs_cpt_unset_cpu(cptab, cpt, i);
 408 }
 409 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_cpumask);
 410
 411 int
 412 cfs_cpt_set_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 413 {
 414         cpumask_t       *mask;
 415         int             rc;
 416
 417         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES) {
 418                 CDEBUG(D_INFO,
 419                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 420                 return 0;
 421         }
 422
 423         mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
 424
 425         mask = cpt_data.cpt_cpumask;
 426         cfs_node_to_cpumask(node, mask);
 427
 428         rc = cfs_cpt_set_cpumask(cptab, cpt, mask);
 429
 430         mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
 431
 432         return rc;
 433 }
 434 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_node);
 435
 436 void
 437 cfs_cpt_unset_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, int node)
 438 {
 439         cpumask_t *mask;
 440
 441         if (node < 0 || node >= MAX_NUMNODES) {
 442                 CDEBUG(D_INFO,
 443                        "Invalid NUMA id %d for CPU partition %d\n", node, cpt);
 444                 return;
 445         }
 446
 447         mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
 448
 449         mask = cpt_data.cpt_cpumask;
 450         cfs_node_to_cpumask(node, mask);
 451
 452         cfs_cpt_unset_cpumask(cptab, cpt, mask);
 453
 454         mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
 455 }
 456 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_node);
 457
 458 int
 459 cfs_cpt_set_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, nodemask_t *mask)
 460 {
 461         int     i;
 462
 463         for_each_node_mask(i, *mask) {
 464                 if (!cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i))
 465                         return 0;
 466         }
 467
 468         return 1;
 469 }
 470 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_set_nodemask);
 471
 472 void
 473 cfs_cpt_unset_nodemask(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt, nodemask_t *mask)
 474 {
 475         int     i;
 476
 477         for_each_node_mask(i, *mask)
 478                 cfs_cpt_unset_node(cptab, cpt, i);
 479 }
 480 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_unset_nodemask);
 481
 482 void
 483 cfs_cpt_clear(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 484 {
 485         int     last;
 486         int     i;
 487
 488         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 489                 last = cptab->ctb_nparts - 1;
 490                 cpt = 0;
 491         } else {
 492                 last = cpt;
 493         }
 494
 495         for (; cpt <= last; cpt++) {
 496                 for_each_cpu_mask(i, *cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask)
 497                         cfs_cpt_unset_cpu(cptab, cpt, i);
 498         }
 499 }
 500 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_clear);
 501
 502 int
 503 cfs_cpt_spread_node(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 504 {
 505         nodemask_t      *mask;
 506         int             weight;
 507         int             rotor;
 508         int             node;
 509
 510         /* convert CPU partition ID to HW node id */
 511
 512         if (cpt < 0 || cpt >= cptab->ctb_nparts) {
 513                 mask = cptab->ctb_nodemask;
 514                 rotor = cptab->ctb_spread_rotor++;
 515         } else {
 516                 mask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 517                 rotor = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_spread_rotor++;
 518         }
 519
 520         weight = nodes_weight(*mask);
 521         LASSERT(weight > 0);
 522
 523         rotor %= weight;
 524
 525         for_each_node_mask(node, *mask) {
 526                 if (rotor-- == 0)
 527                         return node;
 528         }
 529
 530         LBUG();
 531         return 0;
 532 }
 533 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_spread_node);
 534
 535 int
 536 cfs_cpt_current(struct cfs_cpt_table *cptab, int remap)
 537 {
 538         int     cpu = smp_processor_id();
 539         int     cpt = cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 540
 541         if (cpt < 0) {
 542                 if (!remap)
 543                         return cpt;
 544
 545                 /* don't return negative value for safety of upper layer,
 546                  * instead we shadow the unknown cpu to a valid partition ID */
 547                 cpt = cpu % cptab->ctb_nparts;
 548         }
 549
 550         return cpt;
 551 }
 552 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_current);
 553
 554 int
 555 cfs_cpt_of_cpu(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpu)
 556 {
 557         LASSERT(cpu >= 0 && cpu < NR_CPUS);
 558
 559         return cptab->ctb_cpu2cpt[cpu];
 560 }
 561 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_of_cpu);
 562
 563 int
 564 cfs_cpt_bind(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt)
 565 {
 566         cpumask_t       *cpumask;
 567         nodemask_t      *nodemask;
 568         int             rc;
 569         int             i;
 570
 571         LASSERT(cpt == CFS_CPT_ANY || (cpt >= 0 && cpt < cptab->ctb_nparts));
 572
 573         if (cpt == CFS_CPT_ANY) {
 574                 cpumask = cptab->ctb_cpumask;
 575                 nodemask = cptab->ctb_nodemask;
 576         } else {
 577                 cpumask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_cpumask;
 578                 nodemask = cptab->ctb_parts[cpt].cpt_nodemask;
 579         }
 580
 581         if (any_online_cpu(*cpumask) == NR_CPUS) {
 582                 CERROR("No online CPU found in CPU partition %d, did someone "
 583                        "do CPU hotplug on system? You might need to reload "
 584                        "Lustre modules to keep system working well.\n", cpt);
 585                 return -EINVAL;
 586         }
 587
 588         for_each_online_cpu(i) {
 589                 if (cpu_isset(i, *cpumask))
 590                         continue;
 591
 592                 rc = set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask);
 593                 set_mems_allowed(*nodemask);
 594                 if (rc == 0)
 595                         schedule(); /* switch to allowed CPU */
 596
 597                 return rc;
 598         }
 599
 600         /* don't need to set affinity because all online CPUs are covered */
 601         return 0;
 602 }
 603 EXPORT_SYMBOL(cfs_cpt_bind);
 604
 605 /**
 606  * Choose max to \a number CPUs from \a node and set them in \a cpt.
 607  * We always prefer to choose CPU in the same core/socket.
 608  */
 609 static int
 610 cfs_cpt_choose_ncpus(struct cfs_cpt_table *cptab, int cpt,
 611                      cpumask_t *node, int number)
 612 {
 613         cpumask_t       *socket = NULL;
 614         cpumask_t       *core = NULL;
 615         int             rc = 0;
 616         int             cpu;
 617
 618         LASSERT(number > 0);
 619
 620         if (number >= cpus_weight(*node)) {
 621                 while (!cpus_empty(*node)) {
 622                         cpu = first_cpu(*node);
 623
 624                         rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, cpu);
 625                         if (!rc)
 626                                 return -EINVAL;
 627                         cpu_clear(cpu, *node);
 628                 }
 629                 return 0;
 630         }
 631
 632         /* allocate scratch buffer */
 633         LIBCFS_ALLOC(socket, cpumask_size());
 634         LIBCFS_ALLOC(core, cpumask_size());
 635         if (socket == NULL || core == NULL) {
 636                 rc = -ENOMEM;
 637                 goto out;
 638         }
 639
 640         while (!cpus_empty(*node)) {
 641                 cpu = first_cpu(*node);
 642
 643                 /* get cpumask for cores in the same socket */
 644                 cfs_cpu_core_siblings(cpu, socket);
 645                 cpus_and(*socket, *socket, *node);
 646
 647                 LASSERT(!cpus_empty(*socket));
 648
 649                 while (!cpus_empty(*socket)) {
 650                         int     i;
 651
 652                         /* get cpumask for hts in the same core */
 653                         cfs_cpu_ht_siblings(cpu, core);
 654                         cpus_and(*core, *core, *node);
 655
 656                         LASSERT(!cpus_empty(*core));
 657
 658                         for_each_cpu_mask(i, *core) {
 659                                 cpu_clear(i, *socket);
 660                                 cpu_clear(i, *node);
 661
 662                                 rc = cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 663                                 if (!rc) {
 664                                         rc = -EINVAL;
 665                                         goto out;
 666                                 }
 667
 668                                 if (--number == 0)
 669                                         goto out;
 670                         }
 671                         cpu = first_cpu(*socket);
 672                 }
 673         }
 674
 675  out:
 676         if (socket != NULL)
 677                 LIBCFS_FREE(socket, cpumask_size());
 678         if (core != NULL)
 679                 LIBCFS_FREE(core, cpumask_size());
 680         return rc;
 681 }
 682
 683 #define CPT_WEIGHT_MIN  4u
 684
 685 static unsigned int
 686 cfs_cpt_num_estimate(void)
 687 {
 688         unsigned nnode = num_online_nodes();
 689         unsigned ncpu  = num_online_cpus();
 690         unsigned ncpt;
 691
 692         if (ncpu <= CPT_WEIGHT_MIN) {
 693                 ncpt = 1;
 694                 goto out;
 695         }
 696
 697         /* generate reasonable number of CPU partitions based on total number
 698          * of CPUs, Preferred N should be power2 and match this condition:
 699          * 2 * (N - 1)^2 < NCPUS <= 2 * N^2 */
 700         for (ncpt = 2; ncpu > 2 * ncpt * ncpt; ncpt <<= 1) {}
 701
 702         if (ncpt <= nnode) { /* fat numa system */
 703                 while (nnode > ncpt)
 704                         nnode >>= 1;
 705
 706         } else { /* ncpt > nnode */
 707                 while ((nnode << 1) <= ncpt)
 708                         nnode <<= 1;
 709         }
 710
 711         ncpt = nnode;
 712
 713  out:
 714 #if (BITS_PER_LONG == 32)
 715         /* config many CPU partitions on 32-bit system could consume
 716          * too much memory */
 717         ncpt = min(2U, ncpt);
 718 #endif
 719         while (ncpu % ncpt != 0)
 720                 ncpt--; /* worst case is 1 */
 721
 722         return ncpt;
 723 }
 724
 725 static struct cfs_cpt_table *
 726 cfs_cpt_table_create(int ncpt)
 727 {
 728         struct cfs_cpt_table *cptab = NULL;
 729         cpumask_t       *mask = NULL;
 730         int             cpt = 0;
 731         int             num;
 732         int             rc;
 733         int             i;
 734
 735         rc = cfs_cpt_num_estimate();
 736         if (ncpt <= 0)
 737                 ncpt = rc;
 738
 739         if (ncpt > num_online_cpus() || ncpt > 4 * rc) {
 740                 CWARN("CPU partition number %d is larger than suggested "
 741                       "value (%d), your system may have performance"
 742                       "issue or run out of memory while under pressure\n",
 743                       ncpt, rc);
 744         }
 745
 746         if (num_online_cpus() % ncpt != 0) {
 747                 CERROR("CPU number %d is not multiple of cpu_npartition %d, "
 748                        "please try different cpu_npartitions value or"
 749                        "set pattern string by cpu_pattern=STRING\n",
 750                        (int)num_online_cpus(), ncpt);
 751                 goto failed;
 752         }
 753
 754         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 755         if (cptab == NULL) {
 756                 CERROR("Failed to allocate CPU map(%d)\n", ncpt);
 757                 goto failed;
 758         }
 759
 760         num = num_online_cpus() / ncpt;
 761         if (num == 0) {
 762                 CERROR("CPU changed while setting CPU partition\n");
 763                 goto failed;
 764         }
 765
 766         LIBCFS_ALLOC(mask, cpumask_size());
 767         if (mask == NULL) {
 768                 CERROR("Failed to allocate scratch cpumask\n");
 769                 goto failed;
 770         }
 771
 772         for_each_online_node(i) {
 773                 cfs_node_to_cpumask(i, mask);
 774
 775                 while (!cpus_empty(*mask)) {
 776                         struct cfs_cpu_partition *part;
 777                         int    n;
 778
 779                         if (cpt >= ncpt)
 780                                 goto failed;
 781
 782                         part = &cptab->ctb_parts[cpt];
 783
 784                         n = num - cpus_weight(*part->cpt_cpumask);
 785                         LASSERT(n > 0);
 786
 787                         rc = cfs_cpt_choose_ncpus(cptab, cpt, mask, n);
 788                         if (rc < 0)
 789                                 goto failed;
 790
 791                         LASSERT(num >= cpus_weight(*part->cpt_cpumask));
 792                         if (num == cpus_weight(*part->cpt_cpumask))
 793                                 cpt++;
 794                 }
 795         }
 796
 797         if (cpt != ncpt ||
 798             num != cpus_weight(*cptab->ctb_parts[ncpt - 1].cpt_cpumask)) {
 799                 CERROR("Expect %d(%d) CPU partitions but got %d(%d), "
 800                        "CPU hotplug/unplug while setting?\n",
 801                        cptab->ctb_nparts, num, cpt,
 802                        cpus_weight(*cptab->ctb_parts[ncpt - 1].cpt_cpumask));
 803                 goto failed;
 804         }
 805
 806         LIBCFS_FREE(mask, cpumask_size());
 807
 808         return cptab;
 809
 810  failed:
 811         CERROR("Failed to setup CPU-partition-table with %d "
 812                "CPU-partitions, online HW nodes: %d, HW cpus: %d.\n",
 813                ncpt, num_online_nodes(), num_online_cpus());
 814
 815         if (mask != NULL)
 816                 LIBCFS_FREE(mask, cpumask_size());
 817
 818         if (cptab != NULL)
 819                 cfs_cpt_table_free(cptab);
 820
 821         return NULL;
 822 }
 823
 824 static struct cfs_cpt_table *
 825 cfs_cpt_table_create_pattern(char *pattern)
 826 {
 827         struct cfs_cpt_table    *cptab;
 828         char                    *str    = pattern;
 829         int                     node    = 0;
 830         int                     high;
 831         int                     ncpt;
 832         int                     c;
 833
 834         for (ncpt = 0;; ncpt++) { /* quick scan bracket */
 835                 str = strchr(str, '[');
 836                 if (str == NULL)
 837                         break;
 838                 str++;
 839         }
 840
 841         str = cfs_trimwhite(pattern);
 842         if (*str == 'n' || *str == 'N') {
 843                 pattern = str + 1;
 844                 node = 1;
 845         }
 846
 847         if (ncpt == 0 ||
 848             (node && ncpt > num_online_nodes()) ||
 849             (!node && ncpt > num_online_cpus())) {
 850                 CERROR("Invalid pattern %s, or too many partitions %d\n",
 851                        pattern, ncpt);
 852                 return NULL;
 853         }
 854
 855         high = node ? MAX_NUMNODES - 1 : NR_CPUS - 1;
 856
 857         cptab = cfs_cpt_table_alloc(ncpt);
 858         if (cptab == NULL) {
 859                 CERROR("Failed to allocate cpu partition table\n");
 860                 return NULL;
 861         }
 862
 863         for (str = cfs_trimwhite(pattern), c = 0;; c++) {
 864                 struct cfs_range_expr   *range;
 865                 struct cfs_expr_list    *el;
 866                 char                    *bracket = strchr(str, '[');
 867                 int                     cpt;
 868                 int                     rc;
 869                 int                     i;
 870                 int                     n;
 871
 872                 if (bracket == NULL) {
 873                         if (*str != 0) {
 874                                 CERROR("Invalid pattern %s\n", str);
 875                                 goto failed;
 876                         } else if (c != ncpt) {
 877                                 CERROR("expect %d partitions but found %d\n",
 878                                        ncpt, c);
 879                                 goto failed;
 880                         }
 881                         break;
 882                 }
 883
 884                 if (sscanf(str, "%d%n", &cpt, &n) < 1) {
 885                         CERROR("Invalid cpu pattern %s\n", str);
 886                         goto failed;
 887                 }
 888
 889                 if (cpt < 0 || cpt >= ncpt) {
 890                         CERROR("Invalid partition id %d, total partitions %d\n",
 891                                cpt, ncpt);
 892                         goto failed;
 893                 }
 894
 895                 if (cfs_cpt_weight(cptab, cpt) != 0) {
 896                         CERROR("Partition %d has already been set.\n", cpt);
 897                         goto failed;
 898                 }
 899
 900                 str = cfs_trimwhite(str + n);
 901                 if (str != bracket) {
 902                         CERROR("Invalid pattern %s\n", str);
 903                         goto failed;
 904                 }
 905
 906                 bracket = strchr(str, ']');
 907                 if (bracket == NULL) {
 908                         CERROR("missing right bracket for cpt %d, %s\n",
 909                                cpt, str);
 910                         goto failed;
 911                 }
 912
 913                 if (cfs_expr_list_parse(str, (bracket - str) + 1,
 914                                         0, high, &el) != 0) {
 915                         CERROR("Can't parse number range: %s\n", str);
 916                         goto failed;
 917                 }
 918
 919                 list_for_each_entry(range, &el->el_exprs, re_link) {
 920                         for (i = range->re_lo; i <= range->re_hi; i++) {
 921                                 if ((i - range->re_lo) % range->re_stride != 0)
 922                                         continue;
 923
 924                                 rc = node ? cfs_cpt_set_node(cptab, cpt, i) :
 925                                             cfs_cpt_set_cpu(cptab, cpt, i);
 926                                 if (!rc) {
 927                                         cfs_expr_list_free(el);
 928                                         goto failed;
 929                                 }
 930                         }
 931                 }
 932
 933                 cfs_expr_list_free(el);
 934
 935                 if (!cfs_cpt_online(cptab, cpt)) {
 936                         CERROR("No online CPU is found on partition %d\n", cpt);
 937                         goto failed;
 938                 }
 939
 940                 str = cfs_trimwhite(bracket + 1);
 941         }
 942
 943         return cptab;
 944
 945  failed:
 946         cfs_cpt_table_free(cptab);
 947         return NULL;
 948 }
 949
 950 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 951 static int
 952 cfs_cpu_notify(struct notifier_block *self, unsigned long action, void *hcpu)
 953 {
 954         unsigned int  cpu = (unsigned long)hcpu;
 955         bool         warn;
 956
 957         switch (action) {
 958         case CPU_DEAD:
 959         case CPU_DEAD_FROZEN:
 960         case CPU_ONLINE:
 961         case CPU_ONLINE_FROZEN:
 962                 spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
 963                 cpt_data.cpt_version++;
 964                 spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
 965         default:
 966                 if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN) {
 967                         CDEBUG(D_INFO, "CPU changed [cpu %u action %lx]\n",
 968                                cpu, action);
 969                         break;
 970                 }
 971
 972                 mutex_lock(&cpt_data.cpt_mutex);
 973                 /* if all HTs in a core are offline, it may break affinity */
 974                 cfs_cpu_ht_siblings(cpu, cpt_data.cpt_cpumask);
 975                 warn = any_online_cpu(*cpt_data.cpt_cpumask) >= nr_cpu_ids;
 976                 mutex_unlock(&cpt_data.cpt_mutex);
 977                 CDEBUG(warn ? D_WARNING : D_INFO,
 978                        "Lustre: can't support CPU plug-out well now, "
 979                        "performance and stability could be impacted "
 980                        "[CPU %u action: %lx]\n", cpu, action);
 981         }
 982
 983         return NOTIFY_OK;
 984 }
 985
 986 static struct notifier_block cfs_cpu_notifier = {
 987         .notifier_call  = cfs_cpu_notify,
 988         .priority       = 0
 989 };
 990
 991 #endif
 992
 993 void
 994 cfs_cpu_fini(void)
 995 {
 996         if (cfs_cpt_table != NULL)
 997                 cfs_cpt_table_free(cfs_cpt_table);
 998
 999 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1000         unregister_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1001 #endif
1002         if (cpt_data.cpt_cpumask != NULL)
1003                 LIBCFS_FREE(cpt_data.cpt_cpumask, cpumask_size());
1004 }
1005
1006 int
1007 cfs_cpu_init(void)
1008 {
1009         LASSERT(cfs_cpt_table == NULL);
1010
1011         memset(&cpt_data, 0, sizeof(cpt_data));
1012
1013         LIBCFS_ALLOC(cpt_data.cpt_cpumask, cpumask_size());
1014         if (cpt_data.cpt_cpumask == NULL) {
1015                 CERROR("Failed to allocate scratch buffer\n");
1016                 return -1;
1017         }
1018
1019         spin_lock_init(&cpt_data.cpt_lock);
1020         mutex_init(&cpt_data.cpt_mutex);
1021
1022 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1023         register_hotcpu_notifier(&cfs_cpu_notifier);
1024 #endif
1025
1026         if (*cpu_pattern != 0) {
1027                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create_pattern(cpu_pattern);
1028                 if (cfs_cpt_table == NULL) {
1029                         CERROR("Failed to create cptab from pattern %s\n",
1030                                cpu_pattern);
1031                         goto failed;
1032                 }
1033
1034         } else {
1035                 cfs_cpt_table = cfs_cpt_table_create(cpu_npartitions);
1036                 if (cfs_cpt_table == NULL) {
1037                         CERROR("Failed to create ptable with npartitions %d\n",
1038                                cpu_npartitions);
1039                         goto failed;
1040                 }
1041         }
1042
1043         spin_lock(&cpt_data.cpt_lock);
1044         if (cfs_cpt_table->ctb_version != cpt_data.cpt_version) {
1045                 spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1046                 CERROR("CPU hotplug/unplug during setup\n");
1047                 goto failed;
1048         }
1049         spin_unlock(&cpt_data.cpt_lock);
1050
1051         LCONSOLE(0, "HW CPU cores: %d, npartitions: %d\n",
1052                  num_online_cpus(), cfs_cpt_number(cfs_cpt_table));
1053         return 0;
1054
1055  failed:
1056         cfs_cpu_fini();
1057         return -1;
1058 }
1059
1060 #endif