drivers/infiniband/hw/hfi1/affinity.c

   1 /*
   2  * Copyright(c) 2015 - 2018 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         "GENERAL",
  68         "OTHER",
  69 };
  70
  71 /* Per NUMA node count of HFI devices */
  72 static unsigned int *hfi1_per_node_cntr;
  73
  74 static inline void init_cpu_mask_set(struct cpu_mask_set *set)
  75 {
  76         cpumask_clear(&set->mask);
  77         cpumask_clear(&set->used);
  78         set->gen = 0;
  79 }
  80
  81 /* Increment generation of CPU set if needed */
  82 static void _cpu_mask_set_gen_inc(struct cpu_mask_set *set)
  83 {
  84         if (cpumask_equal(&set->mask, &set->used)) {
  85                 /*
  86                  * We've used up all the CPUs, bump up the generation
  87                  * and reset the 'used' map
  88                  */
  89                 set->gen++;
  90                 cpumask_clear(&set->used);
  91         }
  92 }
  93
  94 static void _cpu_mask_set_gen_dec(struct cpu_mask_set *set)
  95 {
  96         if (cpumask_empty(&set->used) && set->gen) {
  97                 set->gen--;
  98                 cpumask_copy(&set->used, &set->mask);
  99         }
 100 }
 101
 102 /* Get the first CPU from the list of unused CPUs in a CPU set data structure */
 103 static int cpu_mask_set_get_first(struct cpu_mask_set *set, cpumask_var_t diff)
 104 {
 105         int cpu;
 106
 107         if (!diff || !set)
 108                 return -EINVAL;
 109
 110         _cpu_mask_set_gen_inc(set);
 111
 112         /* Find out CPUs left in CPU mask */
 113         cpumask_andnot(diff, &set->mask, &set->used);
 114
 115         cpu = cpumask_first(diff);
 116         if (cpu >= nr_cpu_ids) /* empty */
 117                 cpu = -EINVAL;
 118         else
 119                 cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
 120
 121         return cpu;
 122 }
 123
 124 static void cpu_mask_set_put(struct cpu_mask_set *set, int cpu)
 125 {
 126         if (!set)
 127                 return;
 128
 129         cpumask_clear_cpu(cpu, &set->used);
 130         _cpu_mask_set_gen_dec(set);
 131 }
 132
 133 /* Initialize non-HT cpu cores mask */
 134 void init_real_cpu_mask(void)
 135 {
 136         int possible, curr_cpu, i, ht;
 137
 138         cpumask_clear(&node_affinity.real_cpu_mask);
 139
 140         /* Start with cpu online mask as the real cpu mask */
 141         cpumask_copy(&node_affinity.real_cpu_mask, cpu_online_mask);
 142
 143         /*
 144          * Remove HT cores from the real cpu mask.  Do this in two steps below.
 145          */
 146         possible = cpumask_weight(&node_affinity.real_cpu_mask);
 147         ht = cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(
 148                                 cpumask_first(&node_affinity.real_cpu_mask)));
 149         /*
 150          * Step 1.  Skip over the first N HT siblings and use them as the
 151          * "real" cores.  Assumes that HT cores are not enumerated in
 152          * succession (except in the single core case).
 153          */
 154         curr_cpu = cpumask_first(&node_affinity.real_cpu_mask);
 155         for (i = 0; i < possible / ht; i++)
 156                 curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu, &node_affinity.real_cpu_mask);
 157         /*
 158          * Step 2.  Remove the remaining HT siblings.  Use cpumask_next() to
 159          * skip any gaps.
 160          */
 161         for (; i < possible; i++) {
 162                 cpumask_clear_cpu(curr_cpu, &node_affinity.real_cpu_mask);
 163                 curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu, &node_affinity.real_cpu_mask);
 164         }
 165 }
 166
 167 int node_affinity_init(void)
 168 {
 169         int node;
 170         struct pci_dev *dev = NULL;
 171         const struct pci_device_id *ids = hfi1_pci_tbl;
 172
 173         cpumask_clear(&node_affinity.proc.used);
 174         cpumask_copy(&node_affinity.proc.mask, cpu_online_mask);
 175
 176         node_affinity.proc.gen = 0;
 177         node_affinity.num_core_siblings =
 178                                 cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(
 179                                         cpumask_first(&node_affinity.proc.mask)
 180                                         ));
 181         node_affinity.num_possible_nodes = num_possible_nodes();
 182         node_affinity.num_online_nodes = num_online_nodes();
 183         node_affinity.num_online_cpus = num_online_cpus();
 184
 185         /*
 186          * The real cpu mask is part of the affinity struct but it has to be
 187          * initialized early. It is needed to calculate the number of user
 188          * contexts in set_up_context_variables().
 189          */
 190         init_real_cpu_mask();
 191
 192         hfi1_per_node_cntr = kcalloc(node_affinity.num_possible_nodes,
 193                                      sizeof(*hfi1_per_node_cntr), GFP_KERNEL);
 194         if (!hfi1_per_node_cntr)
 195                 return -ENOMEM;
 196
 197         while (ids->vendor) {
 198                 dev = NULL;
 199                 while ((dev = pci_get_device(ids->vendor, ids->device, dev))) {
 200                         node = pcibus_to_node(dev->bus);
 201                         if (node < 0)
 202                                 goto out;
 203
 204                         hfi1_per_node_cntr[node]++;
 205                 }
 206                 ids++;
 207         }
 208
 209         return 0;
 210
 211 out:
 212         /*
 213          * Invalid PCI NUMA node information found, note it, and populate
 214          * our database 1:1.
 215          */
 216         pr_err("HFI: Invalid PCI NUMA node. Performance may be affected\n");
 217         pr_err("HFI: System BIOS may need to be upgraded\n");
 218         for (node = 0; node < node_affinity.num_possible_nodes; node++)
 219                 hfi1_per_node_cntr[node] = 1;
 220
 221         return 0;
 222 }
 223
 224 static void node_affinity_destroy(struct hfi1_affinity_node *entry)
 225 {
 226         free_percpu(entry->comp_vect_affinity);
 227         kfree(entry);
 228 }
 229
 230 void node_affinity_destroy_all(void)
 231 {
 232         struct list_head *pos, *q;
 233         struct hfi1_affinity_node *entry;
 234
 235         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 236         list_for_each_safe(pos, q, &node_affinity.list) {
 237                 entry = list_entry(pos, struct hfi1_affinity_node,
 238                                    list);
 239                 list_del(pos);
 240                 node_affinity_destroy(entry);
 241         }
 242         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 243         kfree(hfi1_per_node_cntr);
 244 }
 245
 246 static struct hfi1_affinity_node *node_affinity_allocate(int node)
 247 {
 248         struct hfi1_affinity_node *entry;
 249
 250         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
 251         if (!entry)
 252                 return NULL;
 253         entry->node = node;
 254         entry->comp_vect_affinity = alloc_percpu(u16);
 255         INIT_LIST_HEAD(&entry->list);
 256
 257         return entry;
 258 }
 259
 260 /*
 261  * It appends an entry to the list.
 262  * It *must* be called with node_affinity.lock held.
 263  */
 264 static void node_affinity_add_tail(struct hfi1_affinity_node *entry)
 265 {
 266         list_add_tail(&entry->list, &node_affinity.list);
 267 }
 268
 269 /* It must be called with node_affinity.lock held */
 270 static struct hfi1_affinity_node *node_affinity_lookup(int node)
 271 {
 272         struct list_head *pos;
 273         struct hfi1_affinity_node *entry;
 274
 275         list_for_each(pos, &node_affinity.list) {
 276                 entry = list_entry(pos, struct hfi1_affinity_node, list);
 277                 if (entry->node == node)
 278                         return entry;
 279         }
 280
 281         return NULL;
 282 }
 283
 284 static int per_cpu_affinity_get(cpumask_var_t possible_cpumask,
 285                                 u16 __percpu *comp_vect_affinity)
 286 {
 287         int curr_cpu;
 288         u16 cntr;
 289         u16 prev_cntr;
 290         int ret_cpu;
 291
 292         if (!possible_cpumask) {
 293                 ret_cpu = -EINVAL;
 294                 goto fail;
 295         }
 296
 297         if (!comp_vect_affinity) {
 298                 ret_cpu = -EINVAL;
 299                 goto fail;
 300         }
 301
 302         ret_cpu = cpumask_first(possible_cpumask);
 303         if (ret_cpu >= nr_cpu_ids) {
 304                 ret_cpu = -EINVAL;
 305                 goto fail;
 306         }
 307
 308         prev_cntr = *per_cpu_ptr(comp_vect_affinity, ret_cpu);
 309         for_each_cpu(curr_cpu, possible_cpumask) {
 310                 cntr = *per_cpu_ptr(comp_vect_affinity, curr_cpu);
 311
 312                 if (cntr < prev_cntr) {
 313                         ret_cpu = curr_cpu;
 314                         prev_cntr = cntr;
 315                 }
 316         }
 317
 318         *per_cpu_ptr(comp_vect_affinity, ret_cpu) += 1;
 319
 320 fail:
 321         return ret_cpu;
 322 }
 323
 324 static int per_cpu_affinity_put_max(cpumask_var_t possible_cpumask,
 325                                     u16 __percpu *comp_vect_affinity)
 326 {
 327         int curr_cpu;
 328         int max_cpu;
 329         u16 cntr;
 330         u16 prev_cntr;
 331
 332         if (!possible_cpumask)
 333                 return -EINVAL;
 334
 335         if (!comp_vect_affinity)
 336                 return -EINVAL;
 337
 338         max_cpu = cpumask_first(possible_cpumask);
 339         if (max_cpu >= nr_cpu_ids)
 340                 return -EINVAL;
 341
 342         prev_cntr = *per_cpu_ptr(comp_vect_affinity, max_cpu);
 343         for_each_cpu(curr_cpu, possible_cpumask) {
 344                 cntr = *per_cpu_ptr(comp_vect_affinity, curr_cpu);
 345
 346                 if (cntr > prev_cntr) {
 347                         max_cpu = curr_cpu;
 348                         prev_cntr = cntr;
 349                 }
 350         }
 351
 352         *per_cpu_ptr(comp_vect_affinity, max_cpu) -= 1;
 353
 354         return max_cpu;
 355 }
 356
 357 /*
 358  * Non-interrupt CPUs are used first, then interrupt CPUs.
 359  * Two already allocated cpu masks must be passed.
 360  */
 361 static int _dev_comp_vect_cpu_get(struct hfi1_devdata *dd,
 362                                   struct hfi1_affinity_node *entry,
 363                                   cpumask_var_t non_intr_cpus,
 364                                   cpumask_var_t available_cpus)
 365         __must_hold(&node_affinity.lock)
 366 {
 367         int cpu;
 368         struct cpu_mask_set *set = dd->comp_vect;
 369
 370         lockdep_assert_held(&node_affinity.lock);
 371         if (!non_intr_cpus) {
 372                 cpu = -1;
 373                 goto fail;
 374         }
 375
 376         if (!available_cpus) {
 377                 cpu = -1;
 378                 goto fail;
 379         }
 380
 381         /* Available CPUs for pinning completion vectors */
 382         _cpu_mask_set_gen_inc(set);
 383         cpumask_andnot(available_cpus, &set->mask, &set->used);
 384
 385         /* Available CPUs without SDMA engine interrupts */
 386         cpumask_andnot(non_intr_cpus, available_cpus,
 387                        &entry->def_intr.used);
 388
 389         /* If there are non-interrupt CPUs available, use them first */
 390         if (!cpumask_empty(non_intr_cpus))
 391                 cpu = cpumask_first(non_intr_cpus);
 392         else /* Otherwise, use interrupt CPUs */
 393                 cpu = cpumask_first(available_cpus);
 394
 395         if (cpu >= nr_cpu_ids) { /* empty */
 396                 cpu = -1;
 397                 goto fail;
 398         }
 399         cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
 400
 401 fail:
 402         return cpu;
 403 }
 404
 405 static void _dev_comp_vect_cpu_put(struct hfi1_devdata *dd, int cpu)
 406 {
 407         struct cpu_mask_set *set = dd->comp_vect;
 408
 409         if (cpu < 0)
 410                 return;
 411
 412         cpu_mask_set_put(set, cpu);
 413 }
 414
 415 /* _dev_comp_vect_mappings_destroy() is reentrant */
 416 static void _dev_comp_vect_mappings_destroy(struct hfi1_devdata *dd)
 417 {
 418         int i, cpu;
 419
 420         if (!dd->comp_vect_mappings)
 421                 return;
 422
 423         for (i = 0; i < dd->comp_vect_possible_cpus; i++) {
 424                 cpu = dd->comp_vect_mappings[i];
 425                 _dev_comp_vect_cpu_put(dd, cpu);
 426                 dd->comp_vect_mappings[i] = -1;
 427                 hfi1_cdbg(AFFINITY,
 428                           "[%s] Release CPU %d from completion vector %d",
 429                           rvt_get_ibdev_name(&(dd)->verbs_dev.rdi), cpu, i);
 430         }
 431
 432         kfree(dd->comp_vect_mappings);
 433         dd->comp_vect_mappings = NULL;
 434 }
 435
 436 /*
 437  * This function creates the table for looking up CPUs for completion vectors.
 438  * num_comp_vectors needs to have been initilized before calling this function.
 439  */
 440 static int _dev_comp_vect_mappings_create(struct hfi1_devdata *dd,
 441                                           struct hfi1_affinity_node *entry)
 442         __must_hold(&node_affinity.lock)
 443 {
 444         int i, cpu, ret;
 445         cpumask_var_t non_intr_cpus;
 446         cpumask_var_t available_cpus;
 447
 448         lockdep_assert_held(&node_affinity.lock);
 449
 450         if (!zalloc_cpumask_var(&non_intr_cpus, GFP_KERNEL))
 451                 return -ENOMEM;
 452
 453         if (!zalloc_cpumask_var(&available_cpus, GFP_KERNEL)) {
 454                 free_cpumask_var(non_intr_cpus);
 455                 return -ENOMEM;
 456         }
 457
 458         dd->comp_vect_mappings = kcalloc(dd->comp_vect_possible_cpus,
 459                                          sizeof(*dd->comp_vect_mappings),
 460                                          GFP_KERNEL);
 461         if (!dd->comp_vect_mappings) {
 462                 ret = -ENOMEM;
 463                 goto fail;
 464         }
 465         for (i = 0; i < dd->comp_vect_possible_cpus; i++)
 466                 dd->comp_vect_mappings[i] = -1;
 467
 468         for (i = 0; i < dd->comp_vect_possible_cpus; i++) {
 469                 cpu = _dev_comp_vect_cpu_get(dd, entry, non_intr_cpus,
 470                                              available_cpus);
 471                 if (cpu < 0) {
 472                         ret = -EINVAL;
 473                         goto fail;
 474                 }
 475
 476                 dd->comp_vect_mappings[i] = cpu;
 477                 hfi1_cdbg(AFFINITY,
 478                           "[%s] Completion Vector %d -> CPU %d",
 479                           rvt_get_ibdev_name(&(dd)->verbs_dev.rdi), i, cpu);
 480         }
 481
 482         return 0;
 483
 484 fail:
 485         free_cpumask_var(available_cpus);
 486         free_cpumask_var(non_intr_cpus);
 487         _dev_comp_vect_mappings_destroy(dd);
 488
 489         return ret;
 490 }
 491
 492 int hfi1_comp_vectors_set_up(struct hfi1_devdata *dd)
 493 {
 494         int ret;
 495         struct hfi1_affinity_node *entry;
 496
 497         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 498         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 499         if (!entry) {
 500                 ret = -EINVAL;
 501                 goto unlock;
 502         }
 503         ret = _dev_comp_vect_mappings_create(dd, entry);
 504 unlock:
 505         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 506
 507         return ret;
 508 }
 509
 510 void hfi1_comp_vectors_clean_up(struct hfi1_devdata *dd)
 511 {
 512         _dev_comp_vect_mappings_destroy(dd);
 513 }
 514
 515 int hfi1_comp_vect_mappings_lookup(struct rvt_dev_info *rdi, int comp_vect)
 516 {
 517         struct hfi1_ibdev *verbs_dev = dev_from_rdi(rdi);
 518         struct hfi1_devdata *dd = dd_from_dev(verbs_dev);
 519
 520         if (!dd->comp_vect_mappings)
 521                 return -EINVAL;
 522         if (comp_vect >= dd->comp_vect_possible_cpus)
 523                 return -EINVAL;
 524
 525         return dd->comp_vect_mappings[comp_vect];
 526 }
 527
 528 /*
 529  * It assumes dd->comp_vect_possible_cpus is available.
 530  */
 531 static int _dev_comp_vect_cpu_mask_init(struct hfi1_devdata *dd,
 532                                         struct hfi1_affinity_node *entry,
 533                                         bool first_dev_init)
 534         __must_hold(&node_affinity.lock)
 535 {
 536         int i, j, curr_cpu;
 537         int possible_cpus_comp_vect = 0;
 538         struct cpumask *dev_comp_vect_mask = &dd->comp_vect->mask;
 539
 540         lockdep_assert_held(&node_affinity.lock);
 541         /*
 542          * If there's only one CPU available for completion vectors, then
 543          * there will only be one completion vector available. Othewise,
 544          * the number of completion vector available will be the number of
 545          * available CPUs divide it by the number of devices in the
 546          * local NUMA node.
 547          */
 548         if (cpumask_weight(&entry->comp_vect_mask) == 1) {
 549                 possible_cpus_comp_vect = 1;
 550                 dd_dev_warn(dd,
 551                             "Number of kernel receive queues is too large for completion vector affinity to be effective\n");
 552         } else {
 553                 possible_cpus_comp_vect +=
 554                         cpumask_weight(&entry->comp_vect_mask) /
 555                                        hfi1_per_node_cntr[dd->node];
 556
 557                 /*
 558                  * If the completion vector CPUs available doesn't divide
 559                  * evenly among devices, then the first device device to be
 560                  * initialized gets an extra CPU.
 561                  */
 562                 if (first_dev_init &&
 563                     cpumask_weight(&entry->comp_vect_mask) %
 564                     hfi1_per_node_cntr[dd->node] != 0)
 565                         possible_cpus_comp_vect++;
 566         }
 567
 568         dd->comp_vect_possible_cpus = possible_cpus_comp_vect;
 569
 570         /* Reserving CPUs for device completion vector */
 571         for (i = 0; i < dd->comp_vect_possible_cpus; i++) {
 572                 curr_cpu = per_cpu_affinity_get(&entry->comp_vect_mask,
 573                                                 entry->comp_vect_affinity);
 574                 if (curr_cpu < 0)
 575                         goto fail;
 576
 577                 cpumask_set_cpu(curr_cpu, dev_comp_vect_mask);
 578         }
 579
 580         hfi1_cdbg(AFFINITY,
 581                   "[%s] Completion vector affinity CPU set(s) %*pbl",
 582                   rvt_get_ibdev_name(&(dd)->verbs_dev.rdi),
 583                   cpumask_pr_args(dev_comp_vect_mask));
 584
 585         return 0;
 586
 587 fail:
 588         for (j = 0; j < i; j++)
 589                 per_cpu_affinity_put_max(&entry->comp_vect_mask,
 590                                          entry->comp_vect_affinity);
 591
 592         return curr_cpu;
 593 }
 594
 595 /*
 596  * It assumes dd->comp_vect_possible_cpus is available.
 597  */
 598 static void _dev_comp_vect_cpu_mask_clean_up(struct hfi1_devdata *dd,
 599                                              struct hfi1_affinity_node *entry)
 600         __must_hold(&node_affinity.lock)
 601 {
 602         int i, cpu;
 603
 604         lockdep_assert_held(&node_affinity.lock);
 605         if (!dd->comp_vect_possible_cpus)
 606                 return;
 607
 608         for (i = 0; i < dd->comp_vect_possible_cpus; i++) {
 609                 cpu = per_cpu_affinity_put_max(&dd->comp_vect->mask,
 610                                                entry->comp_vect_affinity);
 611                 /* Clearing CPU in device completion vector cpu mask */
 612                 if (cpu >= 0)
 613                         cpumask_clear_cpu(cpu, &dd->comp_vect->mask);
 614         }
 615
 616         dd->comp_vect_possible_cpus = 0;
 617 }
 618
 619 /*
 620  * Interrupt affinity.
 621  *
 622  * non-rcv avail gets a default mask that
 623  * starts as possible cpus with threads reset
 624  * and each rcv avail reset.
 625  *
 626  * rcv avail gets node relative 1 wrapping back
 627  * to the node relative 1 as necessary.
 628  *
 629  */
 630 int hfi1_dev_affinity_init(struct hfi1_devdata *dd)
 631 {
 632         int node = pcibus_to_node(dd->pcidev->bus);
 633         struct hfi1_affinity_node *entry;
 634         const struct cpumask *local_mask;
 635         int curr_cpu, possible, i, ret;
 636         bool new_entry = false;
 637
 638         /*
 639          * If the BIOS does not have the NUMA node information set, select
 640          * NUMA 0 so we get consistent performance.
 641          */
 642         if (node < 0) {
 643                 dd_dev_err(dd, "Invalid PCI NUMA node. Performance may be affected\n");
 644                 node = 0;
 645         }
 646         dd->node = node;
 647
 648         local_mask = cpumask_of_node(dd->node);
 649         if (cpumask_first(local_mask) >= nr_cpu_ids)
 650                 local_mask = topology_core_cpumask(0);
 651
 652         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 653         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 654
 655         /*
 656          * If this is the first time this NUMA node's affinity is used,
 657          * create an entry in the global affinity structure and initialize it.
 658          */
 659         if (!entry) {
 660                 entry = node_affinity_allocate(node);
 661                 if (!entry) {
 662                         dd_dev_err(dd,
 663                                    "Unable to allocate global affinity node\n");
 664                         ret = -ENOMEM;
 665                         goto fail;
 666                 }
 667                 new_entry = true;
 668
 669                 init_cpu_mask_set(&entry->def_intr);
 670                 init_cpu_mask_set(&entry->rcv_intr);
 671                 cpumask_clear(&entry->comp_vect_mask);
 672                 cpumask_clear(&entry->general_intr_mask);
 673                 /* Use the "real" cpu mask of this node as the default */
 674                 cpumask_and(&entry->def_intr.mask, &node_affinity.real_cpu_mask,
 675                             local_mask);
 676
 677                 /* fill in the receive list */
 678                 possible = cpumask_weight(&entry->def_intr.mask);
 679                 curr_cpu = cpumask_first(&entry->def_intr.mask);
 680
 681                 if (possible == 1) {
 682                         /* only one CPU, everyone will use it */
 683                         cpumask_set_cpu(curr_cpu, &entry->rcv_intr.mask);
 684                         cpumask_set_cpu(curr_cpu, &entry->general_intr_mask);
 685                 } else {
 686                         /*
 687                          * The general/control context will be the first CPU in
 688                          * the default list, so it is removed from the default
 689                          * list and added to the general interrupt list.
 690                          */
 691                         cpumask_clear_cpu(curr_cpu, &entry->def_intr.mask);
 692                         cpumask_set_cpu(curr_cpu, &entry->general_intr_mask);
 693                         curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu,
 694                                                 &entry->def_intr.mask);
 695
 696                         /*
 697                          * Remove the remaining kernel receive queues from
 698                          * the default list and add them to the receive list.
 699                          */
 700                         for (i = 0;
 701                              i < (dd->n_krcv_queues - 1) *
 702                                   hfi1_per_node_cntr[dd->node];
 703                              i++) {
 704                                 cpumask_clear_cpu(curr_cpu,
 705                                                   &entry->def_intr.mask);
 706                                 cpumask_set_cpu(curr_cpu,
 707                                                 &entry->rcv_intr.mask);
 708                                 curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu,
 709                                                         &entry->def_intr.mask);
 710                                 if (curr_cpu >= nr_cpu_ids)
 711                                         break;
 712                         }
 713
 714                         /*
 715                          * If there ends up being 0 CPU cores leftover for SDMA
 716                          * engines, use the same CPU cores as general/control
 717                          * context.
 718                          */
 719                         if (cpumask_weight(&entry->def_intr.mask) == 0)
 720                                 cpumask_copy(&entry->def_intr.mask,
 721                                              &entry->general_intr_mask);
 722                 }
 723
 724                 /* Determine completion vector CPUs for the entire node */
 725                 cpumask_and(&entry->comp_vect_mask,
 726                             &node_affinity.real_cpu_mask, local_mask);
 727                 cpumask_andnot(&entry->comp_vect_mask,
 728                                &entry->comp_vect_mask,
 729                                &entry->rcv_intr.mask);
 730                 cpumask_andnot(&entry->comp_vect_mask,
 731                                &entry->comp_vect_mask,
 732                                &entry->general_intr_mask);
 733
 734                 /*
 735                  * If there ends up being 0 CPU cores leftover for completion
 736                  * vectors, use the same CPU core as the general/control
 737                  * context.
 738                  */
 739                 if (cpumask_weight(&entry->comp_vect_mask) == 0)
 740                         cpumask_copy(&entry->comp_vect_mask,
 741                                      &entry->general_intr_mask);
 742         }
 743
 744         ret = _dev_comp_vect_cpu_mask_init(dd, entry, new_entry);
 745         if (ret < 0)
 746                 goto fail;
 747
 748         if (new_entry)
 749                 node_affinity_add_tail(entry);
 750
 751         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 752
 753         return 0;
 754
 755 fail:
 756         if (new_entry)
 757                 node_affinity_destroy(entry);
 758         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 759         return ret;
 760 }
 761
 762 void hfi1_dev_affinity_clean_up(struct hfi1_devdata *dd)
 763 {
 764         struct hfi1_affinity_node *entry;
 765
 766         if (dd->node < 0)
 767                 return;
 768
 769         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 770         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 771         if (!entry)
 772                 goto unlock;
 773
 774         /*
 775          * Free device completion vector CPUs to be used by future
 776          * completion vectors
 777          */
 778         _dev_comp_vect_cpu_mask_clean_up(dd, entry);
 779 unlock:
 780         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 781         dd->node = NUMA_NO_NODE;
 782 }
 783
 784 /*
 785  * Function updates the irq affinity hint for msix after it has been changed
 786  * by the user using the /proc/irq interface. This function only accepts
 787  * one cpu in the mask.
 788  */
 789 static void hfi1_update_sdma_affinity(struct hfi1_msix_entry *msix, int cpu)
 790 {
 791         struct sdma_engine *sde = msix->arg;
 792         struct hfi1_devdata *dd = sde->dd;
 793         struct hfi1_affinity_node *entry;
 794         struct cpu_mask_set *set;
 795         int i, old_cpu;
 796
 797         if (cpu > num_online_cpus() || cpu == sde->cpu)
 798                 return;
 799
 800         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 801         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 802         if (!entry)
 803                 goto unlock;
 804
 805         old_cpu = sde->cpu;
 806         sde->cpu = cpu;
 807         cpumask_clear(&msix->mask);
 808         cpumask_set_cpu(cpu, &msix->mask);
 809         dd_dev_dbg(dd, "IRQ: %u, type %s engine %u -> cpu: %d\n",
 810                    msix->irq, irq_type_names[msix->type],
 811                    sde->this_idx, cpu);
 812         irq_set_affinity_hint(msix->irq, &msix->mask);
 813
 814         /*
 815          * Set the new cpu in the hfi1_affinity_node and clean
 816          * the old cpu if it is not used by any other IRQ
 817          */
 818         set = &entry->def_intr;
 819         cpumask_set_cpu(cpu, &set->mask);
 820         cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
 821         for (i = 0; i < dd->msix_info.max_requested; i++) {
 822                 struct hfi1_msix_entry *other_msix;
 823
 824                 other_msix = &dd->msix_info.msix_entries[i];
 825                 if (other_msix->type != IRQ_SDMA || other_msix == msix)
 826                         continue;
 827
 828                 if (cpumask_test_cpu(old_cpu, &other_msix->mask))
 829                         goto unlock;
 830         }
 831         cpumask_clear_cpu(old_cpu, &set->mask);
 832         cpumask_clear_cpu(old_cpu, &set->used);
 833 unlock:
 834         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 835 }
 836
 837 static void hfi1_irq_notifier_notify(struct irq_affinity_notify *notify,
 838                                      const cpumask_t *mask)
 839 {
 840         int cpu = cpumask_first(mask);
 841         struct hfi1_msix_entry *msix = container_of(notify,
 842                                                     struct hfi1_msix_entry,
 843                                                     notify);
 844
 845         /* Only one CPU configuration supported currently */
 846         hfi1_update_sdma_affinity(msix, cpu);
 847 }
 848
 849 static void hfi1_irq_notifier_release(struct kref *ref)
 850 {
 851         /*
 852          * This is required by affinity notifier. We don't have anything to
 853          * free here.
 854          */
 855 }
 856
 857 static void hfi1_setup_sdma_notifier(struct hfi1_msix_entry *msix)
 858 {
 859         struct irq_affinity_notify *notify = &msix->notify;
 860
 861         notify->irq = msix->irq;
 862         notify->notify = hfi1_irq_notifier_notify;
 863         notify->release = hfi1_irq_notifier_release;
 864
 865         if (irq_set_affinity_notifier(notify->irq, notify))
 866                 pr_err("Failed to register sdma irq affinity notifier for irq %d\n",
 867                        notify->irq);
 868 }
 869
 870 static void hfi1_cleanup_sdma_notifier(struct hfi1_msix_entry *msix)
 871 {
 872         struct irq_affinity_notify *notify = &msix->notify;
 873
 874         if (irq_set_affinity_notifier(notify->irq, NULL))
 875                 pr_err("Failed to cleanup sdma irq affinity notifier for irq %d\n",
 876                        notify->irq);
 877 }
 878
 879 /*
 880  * Function sets the irq affinity for msix.
 881  * It *must* be called with node_affinity.lock held.
 882  */
 883 static int get_irq_affinity(struct hfi1_devdata *dd,
 884                             struct hfi1_msix_entry *msix)
 885 {
 886         cpumask_var_t diff;
 887         struct hfi1_affinity_node *entry;
 888         struct cpu_mask_set *set = NULL;
 889         struct sdma_engine *sde = NULL;
 890         struct hfi1_ctxtdata *rcd = NULL;
 891         char extra[64];
 892         int cpu = -1;
 893
 894         extra[0] = '\0';
 895         cpumask_clear(&msix->mask);
 896
 897         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 898
 899         switch (msix->type) {
 900         case IRQ_SDMA:
 901                 sde = (struct sdma_engine *)msix->arg;
 902                 scnprintf(extra, 64, "engine %u", sde->this_idx);
 903                 set = &entry->def_intr;
 904                 break;
 905         case IRQ_GENERAL:
 906                 cpu = cpumask_first(&entry->general_intr_mask);
 907                 break;
 908         case IRQ_RCVCTXT:
 909                 rcd = (struct hfi1_ctxtdata *)msix->arg;
 910                 if (rcd->ctxt == HFI1_CTRL_CTXT)
 911                         cpu = cpumask_first(&entry->general_intr_mask);
 912                 else
 913                         set = &entry->rcv_intr;
 914                 scnprintf(extra, 64, "ctxt %u", rcd->ctxt);
 915                 break;
 916         default:
 917                 dd_dev_err(dd, "Invalid IRQ type %d\n", msix->type);
 918                 return -EINVAL;
 919         }
 920
 921         /*
 922          * The general and control contexts are placed on a particular
 923          * CPU, which is set above. Skip accounting for it. Everything else
 924          * finds its CPU here.
 925          */
 926         if (cpu == -1 && set) {
 927                 if (!zalloc_cpumask_var(&diff, GFP_KERNEL))
 928                         return -ENOMEM;
 929
 930                 cpu = cpu_mask_set_get_first(set, diff);
 931                 if (cpu < 0) {
 932                         free_cpumask_var(diff);
 933                         dd_dev_err(dd, "Failure to obtain CPU for IRQ\n");
 934                         return cpu;
 935                 }
 936
 937                 free_cpumask_var(diff);
 938         }
 939
 940         cpumask_set_cpu(cpu, &msix->mask);
 941         dd_dev_info(dd, "IRQ: %u, type %s %s -> cpu: %d\n",
 942                     msix->irq, irq_type_names[msix->type],
 943                     extra, cpu);
 944         irq_set_affinity_hint(msix->irq, &msix->mask);
 945
 946         if (msix->type == IRQ_SDMA) {
 947                 sde->cpu = cpu;
 948                 hfi1_setup_sdma_notifier(msix);
 949         }
 950
 951         return 0;
 952 }
 953
 954 int hfi1_get_irq_affinity(struct hfi1_devdata *dd, struct hfi1_msix_entry *msix)
 955 {
 956         int ret;
 957
 958         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 959         ret = get_irq_affinity(dd, msix);
 960         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 961         return ret;
 962 }
 963
 964 void hfi1_put_irq_affinity(struct hfi1_devdata *dd,
 965                            struct hfi1_msix_entry *msix)
 966 {
 967         struct cpu_mask_set *set = NULL;
 968         struct hfi1_ctxtdata *rcd;
 969         struct hfi1_affinity_node *entry;
 970
 971         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 972         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 973
 974         switch (msix->type) {
 975         case IRQ_SDMA:
 976                 set = &entry->def_intr;
 977                 hfi1_cleanup_sdma_notifier(msix);
 978                 break;
 979         case IRQ_GENERAL:
 980                 /* Don't do accounting for general contexts */
 981                 break;
 982         case IRQ_RCVCTXT:
 983                 rcd = (struct hfi1_ctxtdata *)msix->arg;
 984                 /* Don't do accounting for control contexts */
 985                 if (rcd->ctxt != HFI1_CTRL_CTXT)
 986                         set = &entry->rcv_intr;
 987                 break;
 988         default:
 989                 mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 990                 return;
 991         }
 992
 993         if (set) {
 994                 cpumask_andnot(&set->used, &set->used, &msix->mask);
 995                 _cpu_mask_set_gen_dec(set);
 996         }
 997
 998         irq_set_affinity_hint(msix->irq, NULL);
 999         cpumask_clear(&msix->mask);
1000         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
1001 }
1002
1003 /* This should be called with node_affinity.lock held */
1004 static void find_hw_thread_mask(uint hw_thread_no, cpumask_var_t hw_thread_mask,
1005                                 struct hfi1_affinity_node_list *affinity)
1006 {
1007         int possible, curr_cpu, i;
1008         uint num_cores_per_socket = node_affinity.num_online_cpus /
1009                                         affinity->num_core_siblings /
1010                                                 node_affinity.num_online_nodes;
1011
1012         cpumask_copy(hw_thread_mask, &affinity->proc.mask);
1013         if (affinity->num_core_siblings > 0) {
1014                 /* Removing other siblings not needed for now */
1015                 possible = cpumask_weight(hw_thread_mask);
1016                 curr_cpu = cpumask_first(hw_thread_mask);
1017                 for (i = 0;
1018                      i < num_cores_per_socket * node_affinity.num_online_nodes;
1019                      i++)
1020                         curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu, hw_thread_mask);
1021
1022                 for (; i < possible; i++) {
1023                         cpumask_clear_cpu(curr_cpu, hw_thread_mask);
1024                         curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu, hw_thread_mask);
1025                 }
1026
1027                 /* Identifying correct HW threads within physical cores */
1028                 cpumask_shift_left(hw_thread_mask, hw_thread_mask,
1029                                    num_cores_per_socket *
1030                                    node_affinity.num_online_nodes *
1031                                    hw_thread_no);
1032         }
1033 }
1034
1035 int hfi1_get_proc_affinity(int node)
1036 {
1037         int cpu = -1, ret, i;
1038         struct hfi1_affinity_node *entry;
1039         cpumask_var_t diff, hw_thread_mask, available_mask, intrs_mask;
1040         const struct cpumask *node_mask,
1041                 *proc_mask = current->cpus_ptr;
1042         struct hfi1_affinity_node_list *affinity = &node_affinity;
1043         struct cpu_mask_set *set = &affinity->proc;
1044
1045         /*
1046          * check whether process/context affinity has already
1047          * been set
1048          */
1049         if (current->nr_cpus_allowed == 1) {
1050                 hfi1_cdbg(PROC, "PID %u %s affinity set to CPU %*pbl",
1051                           current->pid, current->comm,
1052                           cpumask_pr_args(proc_mask));
1053                 /*
1054                  * Mark the pre-set CPU as used. This is atomic so we don't
1055                  * need the lock
1056                  */
1057                 cpu = cpumask_first(proc_mask);
1058                 cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
1059                 goto done;
1060         } else if (current->nr_cpus_allowed < cpumask_weight(&set->mask)) {
1061                 hfi1_cdbg(PROC, "PID %u %s affinity set to CPU set(s) %*pbl",
1062                           current->pid, current->comm,
1063                           cpumask_pr_args(proc_mask));
1064                 goto done;
1065         }
1066
1067         /*
1068          * The process does not have a preset CPU affinity so find one to
1069          * recommend using the following algorithm:
1070          *
1071          * For each user process that is opening a context on HFI Y:
1072          *  a) If all cores are filled, reinitialize the bitmask
1073          *  b) Fill real cores first, then HT cores (First set of HT
1074          *     cores on all physical cores, then second set of HT core,
1075          *     and, so on) in the following order:
1076          *
1077          *     1. Same NUMA node as HFI Y and not running an IRQ
1078          *        handler
1079          *     2. Same NUMA node as HFI Y and running an IRQ handler
1080          *     3. Different NUMA node to HFI Y and not running an IRQ
1081          *        handler
1082          *     4. Different NUMA node to HFI Y and running an IRQ
1083          *        handler
1084          *  c) Mark core as filled in the bitmask. As user processes are
1085          *     done, clear cores from the bitmask.
1086          */
1087
1088         ret = zalloc_cpumask_var(&diff, GFP_KERNEL);
1089         if (!ret)
1090                 goto done;
1091         ret = zalloc_cpumask_var(&hw_thread_mask, GFP_KERNEL);
1092         if (!ret)
1093                 goto free_diff;
1094         ret = zalloc_cpumask_var(&available_mask, GFP_KERNEL);
1095         if (!ret)
1096                 goto free_hw_thread_mask;
1097         ret = zalloc_cpumask_var(&intrs_mask, GFP_KERNEL);
1098         if (!ret)
1099                 goto free_available_mask;
1100
1101         mutex_lock(&affinity->lock);
1102         /*
1103          * If we've used all available HW threads, clear the mask and start
1104          * overloading.
1105          */
1106         _cpu_mask_set_gen_inc(set);
1107
1108         /*
1109          * If NUMA node has CPUs used by interrupt handlers, include them in the
1110          * interrupt handler mask.
1111          */
1112         entry = node_affinity_lookup(node);
1113         if (entry) {
1114                 cpumask_copy(intrs_mask, (entry->def_intr.gen ?
1115                                           &entry->def_intr.mask :
1116                                           &entry->def_intr.used));
1117                 cpumask_or(intrs_mask, intrs_mask, (entry->rcv_intr.gen ?
1118                                                     &entry->rcv_intr.mask :
1119                                                     &entry->rcv_intr.used));
1120                 cpumask_or(intrs_mask, intrs_mask, &entry->general_intr_mask);
1121         }
1122         hfi1_cdbg(PROC, "CPUs used by interrupts: %*pbl",
1123                   cpumask_pr_args(intrs_mask));
1124
1125         cpumask_copy(hw_thread_mask, &set->mask);
1126
1127         /*
1128          * If HT cores are enabled, identify which HW threads within the
1129          * physical cores should be used.
1130          */
1131         if (affinity->num_core_siblings > 0) {
1132                 for (i = 0; i < affinity->num_core_siblings; i++) {
1133                         find_hw_thread_mask(i, hw_thread_mask, affinity);
1134
1135                         /*
1136                          * If there's at least one available core for this HW
1137                          * thread number, stop looking for a core.
1138                          *
1139                          * diff will always be not empty at least once in this
1140                          * loop as the used mask gets reset when
1141                          * (set->mask == set->used) before this loop.
1142                          */
1143                         cpumask_andnot(diff, hw_thread_mask, &set->used);
1144                         if (!cpumask_empty(diff))
1145                                 break;
1146                 }
1147         }
1148         hfi1_cdbg(PROC, "Same available HW thread on all physical CPUs: %*pbl",
1149                   cpumask_pr_args(hw_thread_mask));
1150
1151         node_mask = cpumask_of_node(node);
1152         hfi1_cdbg(PROC, "Device on NUMA %u, CPUs %*pbl", node,
1153                   cpumask_pr_args(node_mask));
1154
1155         /* Get cpumask of available CPUs on preferred NUMA */
1156         cpumask_and(available_mask, hw_thread_mask, node_mask);
1157         cpumask_andnot(available_mask, available_mask, &set->used);
1158         hfi1_cdbg(PROC, "Available CPUs on NUMA %u: %*pbl", node,
1159                   cpumask_pr_args(available_mask));
1160
1161         /*
1162          * At first, we don't want to place processes on the same
1163          * CPUs as interrupt handlers. Then, CPUs running interrupt
1164          * handlers are used.
1165          *
1166          * 1) If diff is not empty, then there are CPUs not running
1167          *    non-interrupt handlers available, so diff gets copied
1168          *    over to available_mask.
1169          * 2) If diff is empty, then all CPUs not running interrupt
1170          *    handlers are taken, so available_mask contains all
1171          *    available CPUs running interrupt handlers.
1172          * 3) If available_mask is empty, then all CPUs on the
1173          *    preferred NUMA node are taken, so other NUMA nodes are
1174          *    used for process assignments using the same method as
1175          *    the preferred NUMA node.
1176          */
1177         cpumask_andnot(diff, available_mask, intrs_mask);
1178         if (!cpumask_empty(diff))
1179                 cpumask_copy(available_mask, diff);
1180
1181         /* If we don't have CPUs on the preferred node, use other NUMA nodes */
1182         if (cpumask_empty(available_mask)) {
1183                 cpumask_andnot(available_mask, hw_thread_mask, &set->used);
1184                 /* Excluding preferred NUMA cores */
1185                 cpumask_andnot(available_mask, available_mask, node_mask);
1186                 hfi1_cdbg(PROC,
1187                           "Preferred NUMA node cores are taken, cores available in other NUMA nodes: %*pbl",
1188                           cpumask_pr_args(available_mask));
1189
1190                 /*
1191                  * At first, we don't want to place processes on the same
1192                  * CPUs as interrupt handlers.
1193                  */
1194                 cpumask_andnot(diff, available_mask, intrs_mask);
1195                 if (!cpumask_empty(diff))
1196                         cpumask_copy(available_mask, diff);
1197         }
1198         hfi1_cdbg(PROC, "Possible CPUs for process: %*pbl",
1199                   cpumask_pr_args(available_mask));
1200
1201         cpu = cpumask_first(available_mask);
1202         if (cpu >= nr_cpu_ids) /* empty */
1203                 cpu = -1;
1204         else
1205                 cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
1206
1207         mutex_unlock(&affinity->lock);
1208         hfi1_cdbg(PROC, "Process assigned to CPU %d", cpu);
1209
1210         free_cpumask_var(intrs_mask);
1211 free_available_mask:
1212         free_cpumask_var(available_mask);
1213 free_hw_thread_mask:
1214         free_cpumask_var(hw_thread_mask);
1215 free_diff:
1216         free_cpumask_var(diff);
1217 done:
1218         return cpu;
1219 }
1220
1221 void hfi1_put_proc_affinity(int cpu)
1222 {
1223         struct hfi1_affinity_node_list *affinity = &node_affinity;
1224         struct cpu_mask_set *set = &affinity->proc;
1225
1226         if (cpu < 0)
1227                 return;
1228
1229         mutex_lock(&affinity->lock);
1230         cpu_mask_set_put(set, cpu);
1231         hfi1_cdbg(PROC, "Returning CPU %d for future process assignment", cpu);
1232         mutex_unlock(&affinity->lock);
1233 }