drivers/infiniband/hw/hfi1/affinity.c

   1 /*
   2  * Copyright(c) 2015 - 2020 Intel Corporation.
   3  *
   4  * This file is provided under a dual BSD/GPLv2 license.  When using or
   5  * redistributing this file, you may do so under either license.
   6  *
   7  * GPL LICENSE SUMMARY
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of version 2 of the GNU General Public License as
  11  * published by the Free Software Foundation.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * General Public License for more details.
  17  *
  18  * BSD LICENSE
  19  *
  20  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  21  * modification, are permitted provided that the following conditions
  22  * are met:
  23  *
  24  *  - Redistributions of source code must retain the above copyright
  25  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  26  *  - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  28  *    the documentation and/or other materials provided with the
  29  *    distribution.
  30  *  - Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  31  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  32  *    from this software without specific prior written permission.
  33  *
  34  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  35  * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  36  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  37  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  38  * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  39  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  40  * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  41  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  42  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  43  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  44  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  45  *
  46  */
  47 #include <linux/topology.h>
  48 #include <linux/cpumask.h>
  49 #include <linux/module.h>
  50 #include <linux/interrupt.h>
  51 #include <linux/numa.h>
  52
  53 #include "hfi.h"
  54 #include "affinity.h"
  55 #include "sdma.h"
  56 #include "trace.h"
  57
  58 struct hfi1_affinity_node_list node_affinity = {
  59         .list = LIST_HEAD_INIT(node_affinity.list),
  60         .lock = __MUTEX_INITIALIZER(node_affinity.lock)
  61 };
  62
  63 /* Name of IRQ types, indexed by enum irq_type */
  64 static const char * const irq_type_names[] = {
  65         "SDMA",
  66         "RCVCTXT",
  67         "NETDEVCTXT",
  68         "GENERAL",
  69         "OTHER",
  70 };
  71
  72 /* Per NUMA node count of HFI devices */
  73 static unsigned int *hfi1_per_node_cntr;
  74
  75 static inline void init_cpu_mask_set(struct cpu_mask_set *set)
  76 {
  77         cpumask_clear(&set->mask);
  78         cpumask_clear(&set->used);
  79         set->gen = 0;
  80 }
  81
  82 /* Increment generation of CPU set if needed */
  83 static void _cpu_mask_set_gen_inc(struct cpu_mask_set *set)
  84 {
  85         if (cpumask_equal(&set->mask, &set->used)) {
  86                 /*
  87                  * We've used up all the CPUs, bump up the generation
  88                  * and reset the 'used' map
  89                  */
  90                 set->gen++;
  91                 cpumask_clear(&set->used);
  92         }
  93 }
  94
  95 static void _cpu_mask_set_gen_dec(struct cpu_mask_set *set)
  96 {
  97         if (cpumask_empty(&set->used) && set->gen) {
  98                 set->gen--;
  99                 cpumask_copy(&set->used, &set->mask);
 100         }
 101 }
 102
 103 /* Get the first CPU from the list of unused CPUs in a CPU set data structure */
 104 static int cpu_mask_set_get_first(struct cpu_mask_set *set, cpumask_var_t diff)
 105 {
 106         int cpu;
 107
 108         if (!diff || !set)
 109                 return -EINVAL;
 110
 111         _cpu_mask_set_gen_inc(set);
 112
 113         /* Find out CPUs left in CPU mask */
 114         cpumask_andnot(diff, &set->mask, &set->used);
 115
 116         cpu = cpumask_first(diff);
 117         if (cpu >= nr_cpu_ids) /* empty */
 118                 cpu = -EINVAL;
 119         else
 120                 cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
 121
 122         return cpu;
 123 }
 124
 125 static void cpu_mask_set_put(struct cpu_mask_set *set, int cpu)
 126 {
 127         if (!set)
 128                 return;
 129
 130         cpumask_clear_cpu(cpu, &set->used);
 131         _cpu_mask_set_gen_dec(set);
 132 }
 133
 134 /* Initialize non-HT cpu cores mask */
 135 void init_real_cpu_mask(void)
 136 {
 137         int possible, curr_cpu, i, ht;
 138
 139         cpumask_clear(&node_affinity.real_cpu_mask);
 140
 141         /* Start with cpu online mask as the real cpu mask */
 142         cpumask_copy(&node_affinity.real_cpu_mask, cpu_online_mask);
 143
 144         /*
 145          * Remove HT cores from the real cpu mask.  Do this in two steps below.
 146          */
 147         possible = cpumask_weight(&node_affinity.real_cpu_mask);
 148         ht = cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(
 149                                 cpumask_first(&node_affinity.real_cpu_mask)));
 150         /*
 151          * Step 1.  Skip over the first N HT siblings and use them as the
 152          * "real" cores.  Assumes that HT cores are not enumerated in
 153          * succession (except in the single core case).
 154          */
 155         curr_cpu = cpumask_first(&node_affinity.real_cpu_mask);
 156         for (i = 0; i < possible / ht; i++)
 157                 curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu, &node_affinity.real_cpu_mask);
 158         /*
 159          * Step 2.  Remove the remaining HT siblings.  Use cpumask_next() to
 160          * skip any gaps.
 161          */
 162         for (; i < possible; i++) {
 163                 cpumask_clear_cpu(curr_cpu, &node_affinity.real_cpu_mask);
 164                 curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu, &node_affinity.real_cpu_mask);
 165         }
 166 }
 167
 168 int node_affinity_init(void)
 169 {
 170         int node;
 171         struct pci_dev *dev = NULL;
 172         const struct pci_device_id *ids = hfi1_pci_tbl;
 173
 174         cpumask_clear(&node_affinity.proc.used);
 175         cpumask_copy(&node_affinity.proc.mask, cpu_online_mask);
 176
 177         node_affinity.proc.gen = 0;
 178         node_affinity.num_core_siblings =
 179                                 cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(
 180                                         cpumask_first(&node_affinity.proc.mask)
 181                                         ));
 182         node_affinity.num_possible_nodes = num_possible_nodes();
 183         node_affinity.num_online_nodes = num_online_nodes();
 184         node_affinity.num_online_cpus = num_online_cpus();
 185
 186         /*
 187          * The real cpu mask is part of the affinity struct but it has to be
 188          * initialized early. It is needed to calculate the number of user
 189          * contexts in set_up_context_variables().
 190          */
 191         init_real_cpu_mask();
 192
 193         hfi1_per_node_cntr = kcalloc(node_affinity.num_possible_nodes,
 194                                      sizeof(*hfi1_per_node_cntr), GFP_KERNEL);
 195         if (!hfi1_per_node_cntr)
 196                 return -ENOMEM;
 197
 198         while (ids->vendor) {
 199                 dev = NULL;
 200                 while ((dev = pci_get_device(ids->vendor, ids->device, dev))) {
 201                         node = pcibus_to_node(dev->bus);
 202                         if (node < 0)
 203                                 goto out;
 204
 205                         hfi1_per_node_cntr[node]++;
 206                 }
 207                 ids++;
 208         }
 209
 210         return 0;
 211
 212 out:
 213         /*
 214          * Invalid PCI NUMA node information found, note it, and populate
 215          * our database 1:1.
 216          */
 217         pr_err("HFI: Invalid PCI NUMA node. Performance may be affected\n");
 218         pr_err("HFI: System BIOS may need to be upgraded\n");
 219         for (node = 0; node < node_affinity.num_possible_nodes; node++)
 220                 hfi1_per_node_cntr[node] = 1;
 221
 222         return 0;
 223 }
 224
 225 static void node_affinity_destroy(struct hfi1_affinity_node *entry)
 226 {
 227         free_percpu(entry->comp_vect_affinity);
 228         kfree(entry);
 229 }
 230
 231 void node_affinity_destroy_all(void)
 232 {
 233         struct list_head *pos, *q;
 234         struct hfi1_affinity_node *entry;
 235
 236         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 237         list_for_each_safe(pos, q, &node_affinity.list) {
 238                 entry = list_entry(pos, struct hfi1_affinity_node,
 239                                    list);
 240                 list_del(pos);
 241                 node_affinity_destroy(entry);
 242         }
 243         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 244         kfree(hfi1_per_node_cntr);
 245 }
 246
 247 static struct hfi1_affinity_node *node_affinity_allocate(int node)
 248 {
 249         struct hfi1_affinity_node *entry;
 250
 251         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
 252         if (!entry)
 253                 return NULL;
 254         entry->node = node;
 255         entry->comp_vect_affinity = alloc_percpu(u16);
 256         INIT_LIST_HEAD(&entry->list);
 257
 258         return entry;
 259 }
 260
 261 /*
 262  * It appends an entry to the list.
 263  * It *must* be called with node_affinity.lock held.
 264  */
 265 static void node_affinity_add_tail(struct hfi1_affinity_node *entry)
 266 {
 267         list_add_tail(&entry->list, &node_affinity.list);
 268 }
 269
 270 /* It must be called with node_affinity.lock held */
 271 static struct hfi1_affinity_node *node_affinity_lookup(int node)
 272 {
 273         struct list_head *pos;
 274         struct hfi1_affinity_node *entry;
 275
 276         list_for_each(pos, &node_affinity.list) {
 277                 entry = list_entry(pos, struct hfi1_affinity_node, list);
 278                 if (entry->node == node)
 279                         return entry;
 280         }
 281
 282         return NULL;
 283 }
 284
 285 static int per_cpu_affinity_get(cpumask_var_t possible_cpumask,
 286                                 u16 __percpu *comp_vect_affinity)
 287 {
 288         int curr_cpu;
 289         u16 cntr;
 290         u16 prev_cntr;
 291         int ret_cpu;
 292
 293         if (!possible_cpumask) {
 294                 ret_cpu = -EINVAL;
 295                 goto fail;
 296         }
 297
 298         if (!comp_vect_affinity) {
 299                 ret_cpu = -EINVAL;
 300                 goto fail;
 301         }
 302
 303         ret_cpu = cpumask_first(possible_cpumask);
 304         if (ret_cpu >= nr_cpu_ids) {
 305                 ret_cpu = -EINVAL;
 306                 goto fail;
 307         }
 308
 309         prev_cntr = *per_cpu_ptr(comp_vect_affinity, ret_cpu);
 310         for_each_cpu(curr_cpu, possible_cpumask) {
 311                 cntr = *per_cpu_ptr(comp_vect_affinity, curr_cpu);
 312
 313                 if (cntr < prev_cntr) {
 314                         ret_cpu = curr_cpu;
 315                         prev_cntr = cntr;
 316                 }
 317         }
 318
 319         *per_cpu_ptr(comp_vect_affinity, ret_cpu) += 1;
 320
 321 fail:
 322         return ret_cpu;
 323 }
 324
 325 static int per_cpu_affinity_put_max(cpumask_var_t possible_cpumask,
 326                                     u16 __percpu *comp_vect_affinity)
 327 {
 328         int curr_cpu;
 329         int max_cpu;
 330         u16 cntr;
 331         u16 prev_cntr;
 332
 333         if (!possible_cpumask)
 334                 return -EINVAL;
 335
 336         if (!comp_vect_affinity)
 337                 return -EINVAL;
 338
 339         max_cpu = cpumask_first(possible_cpumask);
 340         if (max_cpu >= nr_cpu_ids)
 341                 return -EINVAL;
 342
 343         prev_cntr = *per_cpu_ptr(comp_vect_affinity, max_cpu);
 344         for_each_cpu(curr_cpu, possible_cpumask) {
 345                 cntr = *per_cpu_ptr(comp_vect_affinity, curr_cpu);
 346
 347                 if (cntr > prev_cntr) {
 348                         max_cpu = curr_cpu;
 349                         prev_cntr = cntr;
 350                 }
 351         }
 352
 353         *per_cpu_ptr(comp_vect_affinity, max_cpu) -= 1;
 354
 355         return max_cpu;
 356 }
 357
 358 /*
 359  * Non-interrupt CPUs are used first, then interrupt CPUs.
 360  * Two already allocated cpu masks must be passed.
 361  */
 362 static int _dev_comp_vect_cpu_get(struct hfi1_devdata *dd,
 363                                   struct hfi1_affinity_node *entry,
 364                                   cpumask_var_t non_intr_cpus,
 365                                   cpumask_var_t available_cpus)
 366         __must_hold(&node_affinity.lock)
 367 {
 368         int cpu;
 369         struct cpu_mask_set *set = dd->comp_vect;
 370
 371         lockdep_assert_held(&node_affinity.lock);
 372         if (!non_intr_cpus) {
 373                 cpu = -1;
 374                 goto fail;
 375         }
 376
 377         if (!available_cpus) {
 378                 cpu = -1;
 379                 goto fail;
 380         }
 381
 382         /* Available CPUs for pinning completion vectors */
 383         _cpu_mask_set_gen_inc(set);
 384         cpumask_andnot(available_cpus, &set->mask, &set->used);
 385
 386         /* Available CPUs without SDMA engine interrupts */
 387         cpumask_andnot(non_intr_cpus, available_cpus,
 388                        &entry->def_intr.used);
 389
 390         /* If there are non-interrupt CPUs available, use them first */
 391         if (!cpumask_empty(non_intr_cpus))
 392                 cpu = cpumask_first(non_intr_cpus);
 393         else /* Otherwise, use interrupt CPUs */
 394                 cpu = cpumask_first(available_cpus);
 395
 396         if (cpu >= nr_cpu_ids) { /* empty */
 397                 cpu = -1;
 398                 goto fail;
 399         }
 400         cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
 401
 402 fail:
 403         return cpu;
 404 }
 405
 406 static void _dev_comp_vect_cpu_put(struct hfi1_devdata *dd, int cpu)
 407 {
 408         struct cpu_mask_set *set = dd->comp_vect;
 409
 410         if (cpu < 0)
 411                 return;
 412
 413         cpu_mask_set_put(set, cpu);
 414 }
 415
 416 /* _dev_comp_vect_mappings_destroy() is reentrant */
 417 static void _dev_comp_vect_mappings_destroy(struct hfi1_devdata *dd)
 418 {
 419         int i, cpu;
 420
 421         if (!dd->comp_vect_mappings)
 422                 return;
 423
 424         for (i = 0; i < dd->comp_vect_possible_cpus; i++) {
 425                 cpu = dd->comp_vect_mappings[i];
 426                 _dev_comp_vect_cpu_put(dd, cpu);
 427                 dd->comp_vect_mappings[i] = -1;
 428                 hfi1_cdbg(AFFINITY,
 429                           "[%s] Release CPU %d from completion vector %d",
 430                           rvt_get_ibdev_name(&(dd)->verbs_dev.rdi), cpu, i);
 431         }
 432
 433         kfree(dd->comp_vect_mappings);
 434         dd->comp_vect_mappings = NULL;
 435 }
 436
 437 /*
 438  * This function creates the table for looking up CPUs for completion vectors.
 439  * num_comp_vectors needs to have been initilized before calling this function.
 440  */
 441 static int _dev_comp_vect_mappings_create(struct hfi1_devdata *dd,
 442                                           struct hfi1_affinity_node *entry)
 443         __must_hold(&node_affinity.lock)
 444 {
 445         int i, cpu, ret;
 446         cpumask_var_t non_intr_cpus;
 447         cpumask_var_t available_cpus;
 448
 449         lockdep_assert_held(&node_affinity.lock);
 450
 451         if (!zalloc_cpumask_var(&non_intr_cpus, GFP_KERNEL))
 452                 return -ENOMEM;
 453
 454         if (!zalloc_cpumask_var(&available_cpus, GFP_KERNEL)) {
 455                 free_cpumask_var(non_intr_cpus);
 456                 return -ENOMEM;
 457         }
 458
 459         dd->comp_vect_mappings = kcalloc(dd->comp_vect_possible_cpus,
 460                                          sizeof(*dd->comp_vect_mappings),
 461                                          GFP_KERNEL);
 462         if (!dd->comp_vect_mappings) {
 463                 ret = -ENOMEM;
 464                 goto fail;
 465         }
 466         for (i = 0; i < dd->comp_vect_possible_cpus; i++)
 467                 dd->comp_vect_mappings[i] = -1;
 468
 469         for (i = 0; i < dd->comp_vect_possible_cpus; i++) {
 470                 cpu = _dev_comp_vect_cpu_get(dd, entry, non_intr_cpus,
 471                                              available_cpus);
 472                 if (cpu < 0) {
 473                         ret = -EINVAL;
 474                         goto fail;
 475                 }
 476
 477                 dd->comp_vect_mappings[i] = cpu;
 478                 hfi1_cdbg(AFFINITY,
 479                           "[%s] Completion Vector %d -> CPU %d",
 480                           rvt_get_ibdev_name(&(dd)->verbs_dev.rdi), i, cpu);
 481         }
 482
 483         free_cpumask_var(available_cpus);
 484         free_cpumask_var(non_intr_cpus);
 485         return 0;
 486
 487 fail:
 488         free_cpumask_var(available_cpus);
 489         free_cpumask_var(non_intr_cpus);
 490         _dev_comp_vect_mappings_destroy(dd);
 491
 492         return ret;
 493 }
 494
 495 int hfi1_comp_vectors_set_up(struct hfi1_devdata *dd)
 496 {
 497         int ret;
 498         struct hfi1_affinity_node *entry;
 499
 500         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 501         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 502         if (!entry) {
 503                 ret = -EINVAL;
 504                 goto unlock;
 505         }
 506         ret = _dev_comp_vect_mappings_create(dd, entry);
 507 unlock:
 508         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 509
 510         return ret;
 511 }
 512
 513 void hfi1_comp_vectors_clean_up(struct hfi1_devdata *dd)
 514 {
 515         _dev_comp_vect_mappings_destroy(dd);
 516 }
 517
 518 int hfi1_comp_vect_mappings_lookup(struct rvt_dev_info *rdi, int comp_vect)
 519 {
 520         struct hfi1_ibdev *verbs_dev = dev_from_rdi(rdi);
 521         struct hfi1_devdata *dd = dd_from_dev(verbs_dev);
 522
 523         if (!dd->comp_vect_mappings)
 524                 return -EINVAL;
 525         if (comp_vect >= dd->comp_vect_possible_cpus)
 526                 return -EINVAL;
 527
 528         return dd->comp_vect_mappings[comp_vect];
 529 }
 530
 531 /*
 532  * It assumes dd->comp_vect_possible_cpus is available.
 533  */
 534 static int _dev_comp_vect_cpu_mask_init(struct hfi1_devdata *dd,
 535                                         struct hfi1_affinity_node *entry,
 536                                         bool first_dev_init)
 537         __must_hold(&node_affinity.lock)
 538 {
 539         int i, j, curr_cpu;
 540         int possible_cpus_comp_vect = 0;
 541         struct cpumask *dev_comp_vect_mask = &dd->comp_vect->mask;
 542
 543         lockdep_assert_held(&node_affinity.lock);
 544         /*
 545          * If there's only one CPU available for completion vectors, then
 546          * there will only be one completion vector available. Othewise,
 547          * the number of completion vector available will be the number of
 548          * available CPUs divide it by the number of devices in the
 549          * local NUMA node.
 550          */
 551         if (cpumask_weight(&entry->comp_vect_mask) == 1) {
 552                 possible_cpus_comp_vect = 1;
 553                 dd_dev_warn(dd,
 554                             "Number of kernel receive queues is too large for completion vector affinity to be effective\n");
 555         } else {
 556                 possible_cpus_comp_vect +=
 557                         cpumask_weight(&entry->comp_vect_mask) /
 558                                        hfi1_per_node_cntr[dd->node];
 559
 560                 /*
 561                  * If the completion vector CPUs available doesn't divide
 562                  * evenly among devices, then the first device device to be
 563                  * initialized gets an extra CPU.
 564                  */
 565                 if (first_dev_init &&
 566                     cpumask_weight(&entry->comp_vect_mask) %
 567                     hfi1_per_node_cntr[dd->node] != 0)
 568                         possible_cpus_comp_vect++;
 569         }
 570
 571         dd->comp_vect_possible_cpus = possible_cpus_comp_vect;
 572
 573         /* Reserving CPUs for device completion vector */
 574         for (i = 0; i < dd->comp_vect_possible_cpus; i++) {
 575                 curr_cpu = per_cpu_affinity_get(&entry->comp_vect_mask,
 576                                                 entry->comp_vect_affinity);
 577                 if (curr_cpu < 0)
 578                         goto fail;
 579
 580                 cpumask_set_cpu(curr_cpu, dev_comp_vect_mask);
 581         }
 582
 583         hfi1_cdbg(AFFINITY,
 584                   "[%s] Completion vector affinity CPU set(s) %*pbl",
 585                   rvt_get_ibdev_name(&(dd)->verbs_dev.rdi),
 586                   cpumask_pr_args(dev_comp_vect_mask));
 587
 588         return 0;
 589
 590 fail:
 591         for (j = 0; j < i; j++)
 592                 per_cpu_affinity_put_max(&entry->comp_vect_mask,
 593                                          entry->comp_vect_affinity);
 594
 595         return curr_cpu;
 596 }
 597
 598 /*
 599  * It assumes dd->comp_vect_possible_cpus is available.
 600  */
 601 static void _dev_comp_vect_cpu_mask_clean_up(struct hfi1_devdata *dd,
 602                                              struct hfi1_affinity_node *entry)
 603         __must_hold(&node_affinity.lock)
 604 {
 605         int i, cpu;
 606
 607         lockdep_assert_held(&node_affinity.lock);
 608         if (!dd->comp_vect_possible_cpus)
 609                 return;
 610
 611         for (i = 0; i < dd->comp_vect_possible_cpus; i++) {
 612                 cpu = per_cpu_affinity_put_max(&dd->comp_vect->mask,
 613                                                entry->comp_vect_affinity);
 614                 /* Clearing CPU in device completion vector cpu mask */
 615                 if (cpu >= 0)
 616                         cpumask_clear_cpu(cpu, &dd->comp_vect->mask);
 617         }
 618
 619         dd->comp_vect_possible_cpus = 0;
 620 }
 621
 622 /*
 623  * Interrupt affinity.
 624  *
 625  * non-rcv avail gets a default mask that
 626  * starts as possible cpus with threads reset
 627  * and each rcv avail reset.
 628  *
 629  * rcv avail gets node relative 1 wrapping back
 630  * to the node relative 1 as necessary.
 631  *
 632  */
 633 int hfi1_dev_affinity_init(struct hfi1_devdata *dd)
 634 {
 635         struct hfi1_affinity_node *entry;
 636         const struct cpumask *local_mask;
 637         int curr_cpu, possible, i, ret;
 638         bool new_entry = false;
 639
 640         local_mask = cpumask_of_node(dd->node);
 641         if (cpumask_first(local_mask) >= nr_cpu_ids)
 642                 local_mask = topology_core_cpumask(0);
 643
 644         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 645         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 646
 647         /*
 648          * If this is the first time this NUMA node's affinity is used,
 649          * create an entry in the global affinity structure and initialize it.
 650          */
 651         if (!entry) {
 652                 entry = node_affinity_allocate(dd->node);
 653                 if (!entry) {
 654                         dd_dev_err(dd,
 655                                    "Unable to allocate global affinity node\n");
 656                         ret = -ENOMEM;
 657                         goto fail;
 658                 }
 659                 new_entry = true;
 660
 661                 init_cpu_mask_set(&entry->def_intr);
 662                 init_cpu_mask_set(&entry->rcv_intr);
 663                 cpumask_clear(&entry->comp_vect_mask);
 664                 cpumask_clear(&entry->general_intr_mask);
 665                 /* Use the "real" cpu mask of this node as the default */
 666                 cpumask_and(&entry->def_intr.mask, &node_affinity.real_cpu_mask,
 667                             local_mask);
 668
 669                 /* fill in the receive list */
 670                 possible = cpumask_weight(&entry->def_intr.mask);
 671                 curr_cpu = cpumask_first(&entry->def_intr.mask);
 672
 673                 if (possible == 1) {
 674                         /* only one CPU, everyone will use it */
 675                         cpumask_set_cpu(curr_cpu, &entry->rcv_intr.mask);
 676                         cpumask_set_cpu(curr_cpu, &entry->general_intr_mask);
 677                 } else {
 678                         /*
 679                          * The general/control context will be the first CPU in
 680                          * the default list, so it is removed from the default
 681                          * list and added to the general interrupt list.
 682                          */
 683                         cpumask_clear_cpu(curr_cpu, &entry->def_intr.mask);
 684                         cpumask_set_cpu(curr_cpu, &entry->general_intr_mask);
 685                         curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu,
 686                                                 &entry->def_intr.mask);
 687
 688                         /*
 689                          * Remove the remaining kernel receive queues from
 690                          * the default list and add them to the receive list.
 691                          */
 692                         for (i = 0;
 693                              i < (dd->n_krcv_queues - 1) *
 694                                   hfi1_per_node_cntr[dd->node];
 695                              i++) {
 696                                 cpumask_clear_cpu(curr_cpu,
 697                                                   &entry->def_intr.mask);
 698                                 cpumask_set_cpu(curr_cpu,
 699                                                 &entry->rcv_intr.mask);
 700                                 curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu,
 701                                                         &entry->def_intr.mask);
 702                                 if (curr_cpu >= nr_cpu_ids)
 703                                         break;
 704                         }
 705
 706                         /*
 707                          * If there ends up being 0 CPU cores leftover for SDMA
 708                          * engines, use the same CPU cores as general/control
 709                          * context.
 710                          */
 711                         if (cpumask_weight(&entry->def_intr.mask) == 0)
 712                                 cpumask_copy(&entry->def_intr.mask,
 713                                              &entry->general_intr_mask);
 714                 }
 715
 716                 /* Determine completion vector CPUs for the entire node */
 717                 cpumask_and(&entry->comp_vect_mask,
 718                             &node_affinity.real_cpu_mask, local_mask);
 719                 cpumask_andnot(&entry->comp_vect_mask,
 720                                &entry->comp_vect_mask,
 721                                &entry->rcv_intr.mask);
 722                 cpumask_andnot(&entry->comp_vect_mask,
 723                                &entry->comp_vect_mask,
 724                                &entry->general_intr_mask);
 725
 726                 /*
 727                  * If there ends up being 0 CPU cores leftover for completion
 728                  * vectors, use the same CPU core as the general/control
 729                  * context.
 730                  */
 731                 if (cpumask_weight(&entry->comp_vect_mask) == 0)
 732                         cpumask_copy(&entry->comp_vect_mask,
 733                                      &entry->general_intr_mask);
 734         }
 735
 736         ret = _dev_comp_vect_cpu_mask_init(dd, entry, new_entry);
 737         if (ret < 0)
 738                 goto fail;
 739
 740         if (new_entry)
 741                 node_affinity_add_tail(entry);
 742
 743         dd->affinity_entry = entry;
 744         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 745
 746         return 0;
 747
 748 fail:
 749         if (new_entry)
 750                 node_affinity_destroy(entry);
 751         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 752         return ret;
 753 }
 754
 755 void hfi1_dev_affinity_clean_up(struct hfi1_devdata *dd)
 756 {
 757         struct hfi1_affinity_node *entry;
 758
 759         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 760         if (!dd->affinity_entry)
 761                 goto unlock;
 762         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 763         if (!entry)
 764                 goto unlock;
 765
 766         /*
 767          * Free device completion vector CPUs to be used by future
 768          * completion vectors
 769          */
 770         _dev_comp_vect_cpu_mask_clean_up(dd, entry);
 771 unlock:
 772         dd->affinity_entry = NULL;
 773         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 774 }
 775
 776 /*
 777  * Function updates the irq affinity hint for msix after it has been changed
 778  * by the user using the /proc/irq interface. This function only accepts
 779  * one cpu in the mask.
 780  */
 781 static void hfi1_update_sdma_affinity(struct hfi1_msix_entry *msix, int cpu)
 782 {
 783         struct sdma_engine *sde = msix->arg;
 784         struct hfi1_devdata *dd = sde->dd;
 785         struct hfi1_affinity_node *entry;
 786         struct cpu_mask_set *set;
 787         int i, old_cpu;
 788
 789         if (cpu > num_online_cpus() || cpu == sde->cpu)
 790                 return;
 791
 792         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 793         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 794         if (!entry)
 795                 goto unlock;
 796
 797         old_cpu = sde->cpu;
 798         sde->cpu = cpu;
 799         cpumask_clear(&msix->mask);
 800         cpumask_set_cpu(cpu, &msix->mask);
 801         dd_dev_dbg(dd, "IRQ: %u, type %s engine %u -> cpu: %d\n",
 802                    msix->irq, irq_type_names[msix->type],
 803                    sde->this_idx, cpu);
 804         irq_set_affinity_hint(msix->irq, &msix->mask);
 805
 806         /*
 807          * Set the new cpu in the hfi1_affinity_node and clean
 808          * the old cpu if it is not used by any other IRQ
 809          */
 810         set = &entry->def_intr;
 811         cpumask_set_cpu(cpu, &set->mask);
 812         cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
 813         for (i = 0; i < dd->msix_info.max_requested; i++) {
 814                 struct hfi1_msix_entry *other_msix;
 815
 816                 other_msix = &dd->msix_info.msix_entries[i];
 817                 if (other_msix->type != IRQ_SDMA || other_msix == msix)
 818                         continue;
 819
 820                 if (cpumask_test_cpu(old_cpu, &other_msix->mask))
 821                         goto unlock;
 822         }
 823         cpumask_clear_cpu(old_cpu, &set->mask);
 824         cpumask_clear_cpu(old_cpu, &set->used);
 825 unlock:
 826         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 827 }
 828
 829 static void hfi1_irq_notifier_notify(struct irq_affinity_notify *notify,
 830                                      const cpumask_t *mask)
 831 {
 832         int cpu = cpumask_first(mask);
 833         struct hfi1_msix_entry *msix = container_of(notify,
 834                                                     struct hfi1_msix_entry,
 835                                                     notify);
 836
 837         /* Only one CPU configuration supported currently */
 838         hfi1_update_sdma_affinity(msix, cpu);
 839 }
 840
 841 static void hfi1_irq_notifier_release(struct kref *ref)
 842 {
 843         /*
 844          * This is required by affinity notifier. We don't have anything to
 845          * free here.
 846          */
 847 }
 848
 849 static void hfi1_setup_sdma_notifier(struct hfi1_msix_entry *msix)
 850 {
 851         struct irq_affinity_notify *notify = &msix->notify;
 852
 853         notify->irq = msix->irq;
 854         notify->notify = hfi1_irq_notifier_notify;
 855         notify->release = hfi1_irq_notifier_release;
 856
 857         if (irq_set_affinity_notifier(notify->irq, notify))
 858                 pr_err("Failed to register sdma irq affinity notifier for irq %d\n",
 859                        notify->irq);
 860 }
 861
 862 static void hfi1_cleanup_sdma_notifier(struct hfi1_msix_entry *msix)
 863 {
 864         struct irq_affinity_notify *notify = &msix->notify;
 865
 866         if (irq_set_affinity_notifier(notify->irq, NULL))
 867                 pr_err("Failed to cleanup sdma irq affinity notifier for irq %d\n",
 868                        notify->irq);
 869 }
 870
 871 /*
 872  * Function sets the irq affinity for msix.
 873  * It *must* be called with node_affinity.lock held.
 874  */
 875 static int get_irq_affinity(struct hfi1_devdata *dd,
 876                             struct hfi1_msix_entry *msix)
 877 {
 878         cpumask_var_t diff;
 879         struct hfi1_affinity_node *entry;
 880         struct cpu_mask_set *set = NULL;
 881         struct sdma_engine *sde = NULL;
 882         struct hfi1_ctxtdata *rcd = NULL;
 883         char extra[64];
 884         int cpu = -1;
 885
 886         extra[0] = '\0';
 887         cpumask_clear(&msix->mask);
 888
 889         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 890
 891         switch (msix->type) {
 892         case IRQ_SDMA:
 893                 sde = (struct sdma_engine *)msix->arg;
 894                 scnprintf(extra, 64, "engine %u", sde->this_idx);
 895                 set = &entry->def_intr;
 896                 break;
 897         case IRQ_GENERAL:
 898                 cpu = cpumask_first(&entry->general_intr_mask);
 899                 break;
 900         case IRQ_RCVCTXT:
 901                 rcd = (struct hfi1_ctxtdata *)msix->arg;
 902                 if (rcd->ctxt == HFI1_CTRL_CTXT)
 903                         cpu = cpumask_first(&entry->general_intr_mask);
 904                 else
 905                         set = &entry->rcv_intr;
 906                 scnprintf(extra, 64, "ctxt %u", rcd->ctxt);
 907                 break;
 908         case IRQ_NETDEVCTXT:
 909                 rcd = (struct hfi1_ctxtdata *)msix->arg;
 910                 set = &entry->def_intr;
 911                 scnprintf(extra, 64, "ctxt %u", rcd->ctxt);
 912                 break;
 913         default:
 914                 dd_dev_err(dd, "Invalid IRQ type %d\n", msix->type);
 915                 return -EINVAL;
 916         }
 917
 918         /*
 919          * The general and control contexts are placed on a particular
 920          * CPU, which is set above. Skip accounting for it. Everything else
 921          * finds its CPU here.
 922          */
 923         if (cpu == -1 && set) {
 924                 if (!zalloc_cpumask_var(&diff, GFP_KERNEL))
 925                         return -ENOMEM;
 926
 927                 cpu = cpu_mask_set_get_first(set, diff);
 928                 if (cpu < 0) {
 929                         free_cpumask_var(diff);
 930                         dd_dev_err(dd, "Failure to obtain CPU for IRQ\n");
 931                         return cpu;
 932                 }
 933
 934                 free_cpumask_var(diff);
 935         }
 936
 937         cpumask_set_cpu(cpu, &msix->mask);
 938         dd_dev_info(dd, "IRQ: %u, type %s %s -> cpu: %d\n",
 939                     msix->irq, irq_type_names[msix->type],
 940                     extra, cpu);
 941         irq_set_affinity_hint(msix->irq, &msix->mask);
 942
 943         if (msix->type == IRQ_SDMA) {
 944                 sde->cpu = cpu;
 945                 hfi1_setup_sdma_notifier(msix);
 946         }
 947
 948         return 0;
 949 }
 950
 951 int hfi1_get_irq_affinity(struct hfi1_devdata *dd, struct hfi1_msix_entry *msix)
 952 {
 953         int ret;
 954
 955         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 956         ret = get_irq_affinity(dd, msix);
 957         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 958         return ret;
 959 }
 960
 961 void hfi1_put_irq_affinity(struct hfi1_devdata *dd,
 962                            struct hfi1_msix_entry *msix)
 963 {
 964         struct cpu_mask_set *set = NULL;
 965         struct hfi1_affinity_node *entry;
 966
 967         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 968         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 969
 970         switch (msix->type) {
 971         case IRQ_SDMA:
 972                 set = &entry->def_intr;
 973                 hfi1_cleanup_sdma_notifier(msix);
 974                 break;
 975         case IRQ_GENERAL:
 976                 /* Don't do accounting for general contexts */
 977                 break;
 978         case IRQ_RCVCTXT: {
 979                 struct hfi1_ctxtdata *rcd = msix->arg;
 980
 981                 /* Don't do accounting for control contexts */
 982                 if (rcd->ctxt != HFI1_CTRL_CTXT)
 983                         set = &entry->rcv_intr;
 984                 break;
 985         }
 986         case IRQ_NETDEVCTXT:
 987                 set = &entry->def_intr;
 988                 break;
 989         default:
 990                 mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 991                 return;
 992         }
 993
 994         if (set) {
 995                 cpumask_andnot(&set->used, &set->used, &msix->mask);
 996                 _cpu_mask_set_gen_dec(set);
 997         }
 998
 999         irq_set_affinity_hint(msix->irq, NULL);
1000         cpumask_clear(&msix->mask);
1001         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
1002 }
1003
1004 /* This should be called with node_affinity.lock held */
1005 static void find_hw_thread_mask(uint hw_thread_no, cpumask_var_t hw_thread_mask,
1006                                 struct hfi1_affinity_node_list *affinity)
1007 {
1008         int possible, curr_cpu, i;
1009         uint num_cores_per_socket = node_affinity.num_online_cpus /
1010                                         affinity->num_core_siblings /
1011                                                 node_affinity.num_online_nodes;
1012
1013         cpumask_copy(hw_thread_mask, &affinity->proc.mask);
1014         if (affinity->num_core_siblings > 0) {
1015                 /* Removing other siblings not needed for now */
1016                 possible = cpumask_weight(hw_thread_mask);
1017                 curr_cpu = cpumask_first(hw_thread_mask);
1018                 for (i = 0;
1019                      i < num_cores_per_socket * node_affinity.num_online_nodes;
1020                      i++)
1021                         curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu, hw_thread_mask);
1022
1023                 for (; i < possible; i++) {
1024                         cpumask_clear_cpu(curr_cpu, hw_thread_mask);
1025                         curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu, hw_thread_mask);
1026                 }
1027
1028                 /* Identifying correct HW threads within physical cores */
1029                 cpumask_shift_left(hw_thread_mask, hw_thread_mask,
1030                                    num_cores_per_socket *
1031                                    node_affinity.num_online_nodes *
1032                                    hw_thread_no);
1033         }
1034 }
1035
1036 int hfi1_get_proc_affinity(int node)
1037 {
1038         int cpu = -1, ret, i;
1039         struct hfi1_affinity_node *entry;
1040         cpumask_var_t diff, hw_thread_mask, available_mask, intrs_mask;
1041         const struct cpumask *node_mask,
1042                 *proc_mask = current->cpus_ptr;
1043         struct hfi1_affinity_node_list *affinity = &node_affinity;
1044         struct cpu_mask_set *set = &affinity->proc;
1045
1046         /*
1047          * check whether process/context affinity has already
1048          * been set
1049          */
1050         if (current->nr_cpus_allowed == 1) {
1051                 hfi1_cdbg(PROC, "PID %u %s affinity set to CPU %*pbl",
1052                           current->pid, current->comm,
1053                           cpumask_pr_args(proc_mask));
1054                 /*
1055                  * Mark the pre-set CPU as used. This is atomic so we don't
1056                  * need the lock
1057                  */
1058                 cpu = cpumask_first(proc_mask);
1059                 cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
1060                 goto done;
1061         } else if (current->nr_cpus_allowed < cpumask_weight(&set->mask)) {
1062                 hfi1_cdbg(PROC, "PID %u %s affinity set to CPU set(s) %*pbl",
1063                           current->pid, current->comm,
1064                           cpumask_pr_args(proc_mask));
1065                 goto done;
1066         }
1067
1068         /*
1069          * The process does not have a preset CPU affinity so find one to
1070          * recommend using the following algorithm:
1071          *
1072          * For each user process that is opening a context on HFI Y:
1073          *  a) If all cores are filled, reinitialize the bitmask
1074          *  b) Fill real cores first, then HT cores (First set of HT
1075          *     cores on all physical cores, then second set of HT core,
1076          *     and, so on) in the following order:
1077          *
1078          *     1. Same NUMA node as HFI Y and not running an IRQ
1079          *        handler
1080          *     2. Same NUMA node as HFI Y and running an IRQ handler
1081          *     3. Different NUMA node to HFI Y and not running an IRQ
1082          *        handler
1083          *     4. Different NUMA node to HFI Y and running an IRQ
1084          *        handler
1085          *  c) Mark core as filled in the bitmask. As user processes are
1086          *     done, clear cores from the bitmask.
1087          */
1088
1089         ret = zalloc_cpumask_var(&diff, GFP_KERNEL);
1090         if (!ret)
1091                 goto done;
1092         ret = zalloc_cpumask_var(&hw_thread_mask, GFP_KERNEL);
1093         if (!ret)
1094                 goto free_diff;
1095         ret = zalloc_cpumask_var(&available_mask, GFP_KERNEL);
1096         if (!ret)
1097                 goto free_hw_thread_mask;
1098         ret = zalloc_cpumask_var(&intrs_mask, GFP_KERNEL);
1099         if (!ret)
1100                 goto free_available_mask;
1101
1102         mutex_lock(&affinity->lock);
1103         /*
1104          * If we've used all available HW threads, clear the mask and start
1105          * overloading.
1106          */
1107         _cpu_mask_set_gen_inc(set);
1108
1109         /*
1110          * If NUMA node has CPUs used by interrupt handlers, include them in the
1111          * interrupt handler mask.
1112          */
1113         entry = node_affinity_lookup(node);
1114         if (entry) {
1115                 cpumask_copy(intrs_mask, (entry->def_intr.gen ?
1116                                           &entry->def_intr.mask :
1117                                           &entry->def_intr.used));
1118                 cpumask_or(intrs_mask, intrs_mask, (entry->rcv_intr.gen ?
1119                                                     &entry->rcv_intr.mask :
1120                                                     &entry->rcv_intr.used));
1121                 cpumask_or(intrs_mask, intrs_mask, &entry->general_intr_mask);
1122         }
1123         hfi1_cdbg(PROC, "CPUs used by interrupts: %*pbl",
1124                   cpumask_pr_args(intrs_mask));
1125
1126         cpumask_copy(hw_thread_mask, &set->mask);
1127
1128         /*
1129          * If HT cores are enabled, identify which HW threads within the
1130          * physical cores should be used.
1131          */
1132         if (affinity->num_core_siblings > 0) {
1133                 for (i = 0; i < affinity->num_core_siblings; i++) {
1134                         find_hw_thread_mask(i, hw_thread_mask, affinity);
1135
1136                         /*
1137                          * If there's at least one available core for this HW
1138                          * thread number, stop looking for a core.
1139                          *
1140                          * diff will always be not empty at least once in this
1141                          * loop as the used mask gets reset when
1142                          * (set->mask == set->used) before this loop.
1143                          */
1144                         cpumask_andnot(diff, hw_thread_mask, &set->used);
1145                         if (!cpumask_empty(diff))
1146                                 break;
1147                 }
1148         }
1149         hfi1_cdbg(PROC, "Same available HW thread on all physical CPUs: %*pbl",
1150                   cpumask_pr_args(hw_thread_mask));
1151
1152         node_mask = cpumask_of_node(node);
1153         hfi1_cdbg(PROC, "Device on NUMA %u, CPUs %*pbl", node,
1154                   cpumask_pr_args(node_mask));
1155
1156         /* Get cpumask of available CPUs on preferred NUMA */
1157         cpumask_and(available_mask, hw_thread_mask, node_mask);
1158         cpumask_andnot(available_mask, available_mask, &set->used);
1159         hfi1_cdbg(PROC, "Available CPUs on NUMA %u: %*pbl", node,
1160                   cpumask_pr_args(available_mask));
1161
1162         /*
1163          * At first, we don't want to place processes on the same
1164          * CPUs as interrupt handlers. Then, CPUs running interrupt
1165          * handlers are used.
1166          *
1167          * 1) If diff is not empty, then there are CPUs not running
1168          *    non-interrupt handlers available, so diff gets copied
1169          *    over to available_mask.
1170          * 2) If diff is empty, then all CPUs not running interrupt
1171          *    handlers are taken, so available_mask contains all
1172          *    available CPUs running interrupt handlers.
1173          * 3) If available_mask is empty, then all CPUs on the
1174          *    preferred NUMA node are taken, so other NUMA nodes are
1175          *    used for process assignments using the same method as
1176          *    the preferred NUMA node.
1177          */
1178         cpumask_andnot(diff, available_mask, intrs_mask);
1179         if (!cpumask_empty(diff))
1180                 cpumask_copy(available_mask, diff);
1181
1182         /* If we don't have CPUs on the preferred node, use other NUMA nodes */
1183         if (cpumask_empty(available_mask)) {
1184                 cpumask_andnot(available_mask, hw_thread_mask, &set->used);
1185                 /* Excluding preferred NUMA cores */
1186                 cpumask_andnot(available_mask, available_mask, node_mask);
1187                 hfi1_cdbg(PROC,
1188                           "Preferred NUMA node cores are taken, cores available in other NUMA nodes: %*pbl",
1189                           cpumask_pr_args(available_mask));
1190
1191                 /*
1192                  * At first, we don't want to place processes on the same
1193                  * CPUs as interrupt handlers.
1194                  */
1195                 cpumask_andnot(diff, available_mask, intrs_mask);
1196                 if (!cpumask_empty(diff))
1197                         cpumask_copy(available_mask, diff);
1198         }
1199         hfi1_cdbg(PROC, "Possible CPUs for process: %*pbl",
1200                   cpumask_pr_args(available_mask));
1201
1202         cpu = cpumask_first(available_mask);
1203         if (cpu >= nr_cpu_ids) /* empty */
1204                 cpu = -1;
1205         else
1206                 cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
1207
1208         mutex_unlock(&affinity->lock);
1209         hfi1_cdbg(PROC, "Process assigned to CPU %d", cpu);
1210
1211         free_cpumask_var(intrs_mask);
1212 free_available_mask:
1213         free_cpumask_var(available_mask);
1214 free_hw_thread_mask:
1215         free_cpumask_var(hw_thread_mask);
1216 free_diff:
1217         free_cpumask_var(diff);
1218 done:
1219         return cpu;
1220 }
1221
1222 void hfi1_put_proc_affinity(int cpu)
1223 {
1224         struct hfi1_affinity_node_list *affinity = &node_affinity;
1225         struct cpu_mask_set *set = &affinity->proc;
1226
1227         if (cpu < 0)
1228                 return;
1229
1230         mutex_lock(&affinity->lock);
1231         cpu_mask_set_put(set, cpu);
1232         hfi1_cdbg(PROC, "Returning CPU %d for future process assignment", cpu);
1233         mutex_unlock(&affinity->lock);
1234 }