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
  52 #include "hfi.h"
  53 #include "affinity.h"
  54 #include "sdma.h"
  55 #include "trace.h"
  56
  57 struct hfi1_affinity_node_list node_affinity = {
  58         .list = LIST_HEAD_INIT(node_affinity.list),
  59         .lock = __MUTEX_INITIALIZER(node_affinity.lock)
  60 };
  61
  62 /* Name of IRQ types, indexed by enum irq_type */
  63 static const char * const irq_type_names[] = {
  64         "SDMA",
  65         "RCVCTXT",
  66         "GENERAL",
  67         "OTHER",
  68 };
  69
  70 /* Per NUMA node count of HFI devices */
  71 static unsigned int *hfi1_per_node_cntr;
  72
  73 static inline void init_cpu_mask_set(struct cpu_mask_set *set)
  74 {
  75         cpumask_clear(&set->mask);
  76         cpumask_clear(&set->used);
  77         set->gen = 0;
  78 }
  79
  80 /* Increment generation of CPU set if needed */
  81 static void _cpu_mask_set_gen_inc(struct cpu_mask_set *set)
  82 {
  83         if (cpumask_equal(&set->mask, &set->used)) {
  84                 /*
  85                  * We've used up all the CPUs, bump up the generation
  86                  * and reset the 'used' map
  87                  */
  88                 set->gen++;
  89                 cpumask_clear(&set->used);
  90         }
  91 }
  92
  93 static void _cpu_mask_set_gen_dec(struct cpu_mask_set *set)
  94 {
  95         if (cpumask_empty(&set->used) && set->gen) {
  96                 set->gen--;
  97                 cpumask_copy(&set->used, &set->mask);
  98         }
  99 }
 100
 101 /* Get the first CPU from the list of unused CPUs in a CPU set data structure */
 102 static int cpu_mask_set_get_first(struct cpu_mask_set *set, cpumask_var_t diff)
 103 {
 104         int cpu;
 105
 106         if (!diff || !set)
 107                 return -EINVAL;
 108
 109         _cpu_mask_set_gen_inc(set);
 110
 111         /* Find out CPUs left in CPU mask */
 112         cpumask_andnot(diff, &set->mask, &set->used);
 113
 114         cpu = cpumask_first(diff);
 115         if (cpu >= nr_cpu_ids) /* empty */
 116                 cpu = -EINVAL;
 117         else
 118                 cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
 119
 120         return cpu;
 121 }
 122
 123 static void cpu_mask_set_put(struct cpu_mask_set *set, int cpu)
 124 {
 125         if (!set)
 126                 return;
 127
 128         cpumask_clear_cpu(cpu, &set->used);
 129         _cpu_mask_set_gen_dec(set);
 130 }
 131
 132 /* Initialize non-HT cpu cores mask */
 133 void init_real_cpu_mask(void)
 134 {
 135         int possible, curr_cpu, i, ht;
 136
 137         cpumask_clear(&node_affinity.real_cpu_mask);
 138
 139         /* Start with cpu online mask as the real cpu mask */
 140         cpumask_copy(&node_affinity.real_cpu_mask, cpu_online_mask);
 141
 142         /*
 143          * Remove HT cores from the real cpu mask.  Do this in two steps below.
 144          */
 145         possible = cpumask_weight(&node_affinity.real_cpu_mask);
 146         ht = cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(
 147                                 cpumask_first(&node_affinity.real_cpu_mask)));
 148         /*
 149          * Step 1.  Skip over the first N HT siblings and use them as the
 150          * "real" cores.  Assumes that HT cores are not enumerated in
 151          * succession (except in the single core case).
 152          */
 153         curr_cpu = cpumask_first(&node_affinity.real_cpu_mask);
 154         for (i = 0; i < possible / ht; i++)
 155                 curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu, &node_affinity.real_cpu_mask);
 156         /*
 157          * Step 2.  Remove the remaining HT siblings.  Use cpumask_next() to
 158          * skip any gaps.
 159          */
 160         for (; i < possible; i++) {
 161                 cpumask_clear_cpu(curr_cpu, &node_affinity.real_cpu_mask);
 162                 curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu, &node_affinity.real_cpu_mask);
 163         }
 164 }
 165
 166 int node_affinity_init(void)
 167 {
 168         int node;
 169         struct pci_dev *dev = NULL;
 170         const struct pci_device_id *ids = hfi1_pci_tbl;
 171
 172         cpumask_clear(&node_affinity.proc.used);
 173         cpumask_copy(&node_affinity.proc.mask, cpu_online_mask);
 174
 175         node_affinity.proc.gen = 0;
 176         node_affinity.num_core_siblings =
 177                                 cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(
 178                                         cpumask_first(&node_affinity.proc.mask)
 179                                         ));
 180         node_affinity.num_possible_nodes = num_possible_nodes();
 181         node_affinity.num_online_nodes = num_online_nodes();
 182         node_affinity.num_online_cpus = num_online_cpus();
 183
 184         /*
 185          * The real cpu mask is part of the affinity struct but it has to be
 186          * initialized early. It is needed to calculate the number of user
 187          * contexts in set_up_context_variables().
 188          */
 189         init_real_cpu_mask();
 190
 191         hfi1_per_node_cntr = kcalloc(node_affinity.num_possible_nodes,
 192                                      sizeof(*hfi1_per_node_cntr), GFP_KERNEL);
 193         if (!hfi1_per_node_cntr)
 194                 return -ENOMEM;
 195
 196         while (ids->vendor) {
 197                 dev = NULL;
 198                 while ((dev = pci_get_device(ids->vendor, ids->device, dev))) {
 199                         node = pcibus_to_node(dev->bus);
 200                         if (node < 0)
 201                                 goto out;
 202
 203                         hfi1_per_node_cntr[node]++;
 204                 }
 205                 ids++;
 206         }
 207
 208         return 0;
 209
 210 out:
 211         /*
 212          * Invalid PCI NUMA node information found, note it, and populate
 213          * our database 1:1.
 214          */
 215         pr_err("HFI: Invalid PCI NUMA node. Performance may be affected\n");
 216         pr_err("HFI: System BIOS may need to be upgraded\n");
 217         for (node = 0; node < node_affinity.num_possible_nodes; node++)
 218                 hfi1_per_node_cntr[node] = 1;
 219
 220         pci_dev_put(dev);
 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         int node = pcibus_to_node(dd->pcidev->bus);
 636         struct hfi1_affinity_node *entry;
 637         const struct cpumask *local_mask;
 638         int curr_cpu, possible, i, ret;
 639         bool new_entry = false;
 640
 641         /*
 642          * If the BIOS does not have the NUMA node information set, select
 643          * NUMA 0 so we get consistent performance.
 644          */
 645         if (node < 0) {
 646                 dd_dev_err(dd, "Invalid PCI NUMA node. Performance may be affected\n");
 647                 node = 0;
 648         }
 649         dd->node = node;
 650
 651         local_mask = cpumask_of_node(dd->node);
 652         if (cpumask_first(local_mask) >= nr_cpu_ids)
 653                 local_mask = topology_core_cpumask(0);
 654
 655         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 656         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 657
 658         /*
 659          * If this is the first time this NUMA node's affinity is used,
 660          * create an entry in the global affinity structure and initialize it.
 661          */
 662         if (!entry) {
 663                 entry = node_affinity_allocate(node);
 664                 if (!entry) {
 665                         dd_dev_err(dd,
 666                                    "Unable to allocate global affinity node\n");
 667                         ret = -ENOMEM;
 668                         goto fail;
 669                 }
 670                 new_entry = true;
 671
 672                 init_cpu_mask_set(&entry->def_intr);
 673                 init_cpu_mask_set(&entry->rcv_intr);
 674                 cpumask_clear(&entry->comp_vect_mask);
 675                 cpumask_clear(&entry->general_intr_mask);
 676                 /* Use the "real" cpu mask of this node as the default */
 677                 cpumask_and(&entry->def_intr.mask, &node_affinity.real_cpu_mask,
 678                             local_mask);
 679
 680                 /* fill in the receive list */
 681                 possible = cpumask_weight(&entry->def_intr.mask);
 682                 curr_cpu = cpumask_first(&entry->def_intr.mask);
 683
 684                 if (possible == 1) {
 685                         /* only one CPU, everyone will use it */
 686                         cpumask_set_cpu(curr_cpu, &entry->rcv_intr.mask);
 687                         cpumask_set_cpu(curr_cpu, &entry->general_intr_mask);
 688                 } else {
 689                         /*
 690                          * The general/control context will be the first CPU in
 691                          * the default list, so it is removed from the default
 692                          * list and added to the general interrupt list.
 693                          */
 694                         cpumask_clear_cpu(curr_cpu, &entry->def_intr.mask);
 695                         cpumask_set_cpu(curr_cpu, &entry->general_intr_mask);
 696                         curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu,
 697                                                 &entry->def_intr.mask);
 698
 699                         /*
 700                          * Remove the remaining kernel receive queues from
 701                          * the default list and add them to the receive list.
 702                          */
 703                         for (i = 0;
 704                              i < (dd->n_krcv_queues - 1) *
 705                                   hfi1_per_node_cntr[dd->node];
 706                              i++) {
 707                                 cpumask_clear_cpu(curr_cpu,
 708                                                   &entry->def_intr.mask);
 709                                 cpumask_set_cpu(curr_cpu,
 710                                                 &entry->rcv_intr.mask);
 711                                 curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu,
 712                                                         &entry->def_intr.mask);
 713                                 if (curr_cpu >= nr_cpu_ids)
 714                                         break;
 715                         }
 716
 717                         /*
 718                          * If there ends up being 0 CPU cores leftover for SDMA
 719                          * engines, use the same CPU cores as general/control
 720                          * context.
 721                          */
 722                         if (cpumask_weight(&entry->def_intr.mask) == 0)
 723                                 cpumask_copy(&entry->def_intr.mask,
 724                                              &entry->general_intr_mask);
 725                 }
 726
 727                 /* Determine completion vector CPUs for the entire node */
 728                 cpumask_and(&entry->comp_vect_mask,
 729                             &node_affinity.real_cpu_mask, local_mask);
 730                 cpumask_andnot(&entry->comp_vect_mask,
 731                                &entry->comp_vect_mask,
 732                                &entry->rcv_intr.mask);
 733                 cpumask_andnot(&entry->comp_vect_mask,
 734                                &entry->comp_vect_mask,
 735                                &entry->general_intr_mask);
 736
 737                 /*
 738                  * If there ends up being 0 CPU cores leftover for completion
 739                  * vectors, use the same CPU core as the general/control
 740                  * context.
 741                  */
 742                 if (cpumask_weight(&entry->comp_vect_mask) == 0)
 743                         cpumask_copy(&entry->comp_vect_mask,
 744                                      &entry->general_intr_mask);
 745         }
 746
 747         ret = _dev_comp_vect_cpu_mask_init(dd, entry, new_entry);
 748         if (ret < 0)
 749                 goto fail;
 750
 751         if (new_entry)
 752                 node_affinity_add_tail(entry);
 753
 754         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 755
 756         return 0;
 757
 758 fail:
 759         if (new_entry)
 760                 node_affinity_destroy(entry);
 761         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 762         return ret;
 763 }
 764
 765 void hfi1_dev_affinity_clean_up(struct hfi1_devdata *dd)
 766 {
 767         struct hfi1_affinity_node *entry;
 768
 769         if (dd->node < 0)
 770                 return;
 771
 772         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 773         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 774         if (!entry)
 775                 goto unlock;
 776
 777         /*
 778          * Free device completion vector CPUs to be used by future
 779          * completion vectors
 780          */
 781         _dev_comp_vect_cpu_mask_clean_up(dd, entry);
 782 unlock:
 783         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 784         dd->node = -1;
 785 }
 786
 787 /*
 788  * Function updates the irq affinity hint for msix after it has been changed
 789  * by the user using the /proc/irq interface. This function only accepts
 790  * one cpu in the mask.
 791  */
 792 static void hfi1_update_sdma_affinity(struct hfi1_msix_entry *msix, int cpu)
 793 {
 794         struct sdma_engine *sde = msix->arg;
 795         struct hfi1_devdata *dd = sde->dd;
 796         struct hfi1_affinity_node *entry;
 797         struct cpu_mask_set *set;
 798         int i, old_cpu;
 799
 800         if (cpu > num_online_cpus() || cpu == sde->cpu)
 801                 return;
 802
 803         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 804         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 805         if (!entry)
 806                 goto unlock;
 807
 808         old_cpu = sde->cpu;
 809         sde->cpu = cpu;
 810         cpumask_clear(&msix->mask);
 811         cpumask_set_cpu(cpu, &msix->mask);
 812         dd_dev_dbg(dd, "IRQ: %u, type %s engine %u -> cpu: %d\n",
 813                    msix->irq, irq_type_names[msix->type],
 814                    sde->this_idx, cpu);
 815         irq_set_affinity_hint(msix->irq, &msix->mask);
 816
 817         /*
 818          * Set the new cpu in the hfi1_affinity_node and clean
 819          * the old cpu if it is not used by any other IRQ
 820          */
 821         set = &entry->def_intr;
 822         cpumask_set_cpu(cpu, &set->mask);
 823         cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
 824         for (i = 0; i < dd->num_msix_entries; i++) {
 825                 struct hfi1_msix_entry *other_msix;
 826
 827                 other_msix = &dd->msix_entries[i];
 828                 if (other_msix->type != IRQ_SDMA || other_msix == msix)
 829                         continue;
 830
 831                 if (cpumask_test_cpu(old_cpu, &other_msix->mask))
 832                         goto unlock;
 833         }
 834         cpumask_clear_cpu(old_cpu, &set->mask);
 835         cpumask_clear_cpu(old_cpu, &set->used);
 836 unlock:
 837         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 838 }
 839
 840 static void hfi1_irq_notifier_notify(struct irq_affinity_notify *notify,
 841                                      const cpumask_t *mask)
 842 {
 843         int cpu = cpumask_first(mask);
 844         struct hfi1_msix_entry *msix = container_of(notify,
 845                                                     struct hfi1_msix_entry,
 846                                                     notify);
 847
 848         /* Only one CPU configuration supported currently */
 849         hfi1_update_sdma_affinity(msix, cpu);
 850 }
 851
 852 static void hfi1_irq_notifier_release(struct kref *ref)
 853 {
 854         /*
 855          * This is required by affinity notifier. We don't have anything to
 856          * free here.
 857          */
 858 }
 859
 860 static void hfi1_setup_sdma_notifier(struct hfi1_msix_entry *msix)
 861 {
 862         struct irq_affinity_notify *notify = &msix->notify;
 863
 864         notify->irq = msix->irq;
 865         notify->notify = hfi1_irq_notifier_notify;
 866         notify->release = hfi1_irq_notifier_release;
 867
 868         if (irq_set_affinity_notifier(notify->irq, notify))
 869                 pr_err("Failed to register sdma irq affinity notifier for irq %d\n",
 870                        notify->irq);
 871 }
 872
 873 static void hfi1_cleanup_sdma_notifier(struct hfi1_msix_entry *msix)
 874 {
 875         struct irq_affinity_notify *notify = &msix->notify;
 876
 877         if (irq_set_affinity_notifier(notify->irq, NULL))
 878                 pr_err("Failed to cleanup sdma irq affinity notifier for irq %d\n",
 879                        notify->irq);
 880 }
 881
 882 /*
 883  * Function sets the irq affinity for msix.
 884  * It *must* be called with node_affinity.lock held.
 885  */
 886 static int get_irq_affinity(struct hfi1_devdata *dd,
 887                             struct hfi1_msix_entry *msix)
 888 {
 889         cpumask_var_t diff;
 890         struct hfi1_affinity_node *entry;
 891         struct cpu_mask_set *set = NULL;
 892         struct sdma_engine *sde = NULL;
 893         struct hfi1_ctxtdata *rcd = NULL;
 894         char extra[64];
 895         int cpu = -1;
 896
 897         extra[0] = '\0';
 898         cpumask_clear(&msix->mask);
 899
 900         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 901
 902         switch (msix->type) {
 903         case IRQ_SDMA:
 904                 sde = (struct sdma_engine *)msix->arg;
 905                 scnprintf(extra, 64, "engine %u", sde->this_idx);
 906                 set = &entry->def_intr;
 907                 break;
 908         case IRQ_GENERAL:
 909                 cpu = cpumask_first(&entry->general_intr_mask);
 910                 break;
 911         case IRQ_RCVCTXT:
 912                 rcd = (struct hfi1_ctxtdata *)msix->arg;
 913                 if (rcd->ctxt == HFI1_CTRL_CTXT)
 914                         cpu = cpumask_first(&entry->general_intr_mask);
 915                 else
 916                         set = &entry->rcv_intr;
 917                 scnprintf(extra, 64, "ctxt %u", rcd->ctxt);
 918                 break;
 919         default:
 920                 dd_dev_err(dd, "Invalid IRQ type %d\n", msix->type);
 921                 return -EINVAL;
 922         }
 923
 924         /*
 925          * The general and control contexts are placed on a particular
 926          * CPU, which is set above. Skip accounting for it. Everything else
 927          * finds its CPU here.
 928          */
 929         if (cpu == -1 && set) {
 930                 if (!zalloc_cpumask_var(&diff, GFP_KERNEL))
 931                         return -ENOMEM;
 932
 933                 cpu = cpu_mask_set_get_first(set, diff);
 934                 if (cpu < 0) {
 935                         free_cpumask_var(diff);
 936                         dd_dev_err(dd, "Failure to obtain CPU for IRQ\n");
 937                         return cpu;
 938                 }
 939
 940                 free_cpumask_var(diff);
 941         }
 942
 943         cpumask_set_cpu(cpu, &msix->mask);
 944         dd_dev_info(dd, "IRQ: %u, type %s %s -> cpu: %d\n",
 945                     msix->irq, irq_type_names[msix->type],
 946                     extra, cpu);
 947         irq_set_affinity_hint(msix->irq, &msix->mask);
 948
 949         if (msix->type == IRQ_SDMA) {
 950                 sde->cpu = cpu;
 951                 hfi1_setup_sdma_notifier(msix);
 952         }
 953
 954         return 0;
 955 }
 956
 957 int hfi1_get_irq_affinity(struct hfi1_devdata *dd, struct hfi1_msix_entry *msix)
 958 {
 959         int ret;
 960
 961         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 962         ret = get_irq_affinity(dd, msix);
 963         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 964         return ret;
 965 }
 966
 967 void hfi1_put_irq_affinity(struct hfi1_devdata *dd,
 968                            struct hfi1_msix_entry *msix)
 969 {
 970         struct cpu_mask_set *set = NULL;
 971         struct hfi1_ctxtdata *rcd;
 972         struct hfi1_affinity_node *entry;
 973
 974         mutex_lock(&node_affinity.lock);
 975         entry = node_affinity_lookup(dd->node);
 976
 977         switch (msix->type) {
 978         case IRQ_SDMA:
 979                 set = &entry->def_intr;
 980                 hfi1_cleanup_sdma_notifier(msix);
 981                 break;
 982         case IRQ_GENERAL:
 983                 /* Don't do accounting for general contexts */
 984                 break;
 985         case IRQ_RCVCTXT:
 986                 rcd = (struct hfi1_ctxtdata *)msix->arg;
 987                 /* Don't do accounting for control contexts */
 988                 if (rcd->ctxt != HFI1_CTRL_CTXT)
 989                         set = &entry->rcv_intr;
 990                 break;
 991         default:
 992                 mutex_unlock(&node_affinity.lock);
 993                 return;
 994         }
 995
 996         if (set) {
 997                 cpumask_andnot(&set->used, &set->used, &msix->mask);
 998                 _cpu_mask_set_gen_dec(set);
 999         }
1000
1001         irq_set_affinity_hint(msix->irq, NULL);
1002         cpumask_clear(&msix->mask);
1003         mutex_unlock(&node_affinity.lock);
1004 }
1005
1006 /* This should be called with node_affinity.lock held */
1007 static void find_hw_thread_mask(uint hw_thread_no, cpumask_var_t hw_thread_mask,
1008                                 struct hfi1_affinity_node_list *affinity)
1009 {
1010         int possible, curr_cpu, i;
1011         uint num_cores_per_socket = node_affinity.num_online_cpus /
1012                                         affinity->num_core_siblings /
1013                                                 node_affinity.num_online_nodes;
1014
1015         cpumask_copy(hw_thread_mask, &affinity->proc.mask);
1016         if (affinity->num_core_siblings > 0) {
1017                 /* Removing other siblings not needed for now */
1018                 possible = cpumask_weight(hw_thread_mask);
1019                 curr_cpu = cpumask_first(hw_thread_mask);
1020                 for (i = 0;
1021                      i < num_cores_per_socket * node_affinity.num_online_nodes;
1022                      i++)
1023                         curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu, hw_thread_mask);
1024
1025                 for (; i < possible; i++) {
1026                         cpumask_clear_cpu(curr_cpu, hw_thread_mask);
1027                         curr_cpu = cpumask_next(curr_cpu, hw_thread_mask);
1028                 }
1029
1030                 /* Identifying correct HW threads within physical cores */
1031                 cpumask_shift_left(hw_thread_mask, hw_thread_mask,
1032                                    num_cores_per_socket *
1033                                    node_affinity.num_online_nodes *
1034                                    hw_thread_no);
1035         }
1036 }
1037
1038 int hfi1_get_proc_affinity(int node)
1039 {
1040         int cpu = -1, ret, i;
1041         struct hfi1_affinity_node *entry;
1042         cpumask_var_t diff, hw_thread_mask, available_mask, intrs_mask;
1043         const struct cpumask *node_mask,
1044                 *proc_mask = &current->cpus_allowed;
1045         struct hfi1_affinity_node_list *affinity = &node_affinity;
1046         struct cpu_mask_set *set = &affinity->proc;
1047
1048         /*
1049          * check whether process/context affinity has already
1050          * been set
1051          */
1052         if (cpumask_weight(proc_mask) == 1) {
1053                 hfi1_cdbg(PROC, "PID %u %s affinity set to CPU %*pbl",
1054                           current->pid, current->comm,
1055                           cpumask_pr_args(proc_mask));
1056                 /*
1057                  * Mark the pre-set CPU as used. This is atomic so we don't
1058                  * need the lock
1059                  */
1060                 cpu = cpumask_first(proc_mask);
1061                 cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
1062                 goto done;
1063         } else if (cpumask_weight(proc_mask) < cpumask_weight(&set->mask)) {
1064                 hfi1_cdbg(PROC, "PID %u %s affinity set to CPU set(s) %*pbl",
1065                           current->pid, current->comm,
1066                           cpumask_pr_args(proc_mask));
1067                 goto done;
1068         }
1069
1070         /*
1071          * The process does not have a preset CPU affinity so find one to
1072          * recommend using the following algorithm:
1073          *
1074          * For each user process that is opening a context on HFI Y:
1075          *  a) If all cores are filled, reinitialize the bitmask
1076          *  b) Fill real cores first, then HT cores (First set of HT
1077          *     cores on all physical cores, then second set of HT core,
1078          *     and, so on) in the following order:
1079          *
1080          *     1. Same NUMA node as HFI Y and not running an IRQ
1081          *        handler
1082          *     2. Same NUMA node as HFI Y and running an IRQ handler
1083          *     3. Different NUMA node to HFI Y and not running an IRQ
1084          *        handler
1085          *     4. Different NUMA node to HFI Y and running an IRQ
1086          *        handler
1087          *  c) Mark core as filled in the bitmask. As user processes are
1088          *     done, clear cores from the bitmask.
1089          */
1090
1091         ret = zalloc_cpumask_var(&diff, GFP_KERNEL);
1092         if (!ret)
1093                 goto done;
1094         ret = zalloc_cpumask_var(&hw_thread_mask, GFP_KERNEL);
1095         if (!ret)
1096                 goto free_diff;
1097         ret = zalloc_cpumask_var(&available_mask, GFP_KERNEL);
1098         if (!ret)
1099                 goto free_hw_thread_mask;
1100         ret = zalloc_cpumask_var(&intrs_mask, GFP_KERNEL);
1101         if (!ret)
1102                 goto free_available_mask;
1103
1104         mutex_lock(&affinity->lock);
1105         /*
1106          * If we've used all available HW threads, clear the mask and start
1107          * overloading.
1108          */
1109         _cpu_mask_set_gen_inc(set);
1110
1111         /*
1112          * If NUMA node has CPUs used by interrupt handlers, include them in the
1113          * interrupt handler mask.
1114          */
1115         entry = node_affinity_lookup(node);
1116         if (entry) {
1117                 cpumask_copy(intrs_mask, (entry->def_intr.gen ?
1118                                           &entry->def_intr.mask :
1119                                           &entry->def_intr.used));
1120                 cpumask_or(intrs_mask, intrs_mask, (entry->rcv_intr.gen ?
1121                                                     &entry->rcv_intr.mask :
1122                                                     &entry->rcv_intr.used));
1123                 cpumask_or(intrs_mask, intrs_mask, &entry->general_intr_mask);
1124         }
1125         hfi1_cdbg(PROC, "CPUs used by interrupts: %*pbl",
1126                   cpumask_pr_args(intrs_mask));
1127
1128         cpumask_copy(hw_thread_mask, &set->mask);
1129
1130         /*
1131          * If HT cores are enabled, identify which HW threads within the
1132          * physical cores should be used.
1133          */
1134         if (affinity->num_core_siblings > 0) {
1135                 for (i = 0; i < affinity->num_core_siblings; i++) {
1136                         find_hw_thread_mask(i, hw_thread_mask, affinity);
1137
1138                         /*
1139                          * If there's at least one available core for this HW
1140                          * thread number, stop looking for a core.
1141                          *
1142                          * diff will always be not empty at least once in this
1143                          * loop as the used mask gets reset when
1144                          * (set->mask == set->used) before this loop.
1145                          */
1146                         cpumask_andnot(diff, hw_thread_mask, &set->used);
1147                         if (!cpumask_empty(diff))
1148                                 break;
1149                 }
1150         }
1151         hfi1_cdbg(PROC, "Same available HW thread on all physical CPUs: %*pbl",
1152                   cpumask_pr_args(hw_thread_mask));
1153
1154         node_mask = cpumask_of_node(node);
1155         hfi1_cdbg(PROC, "Device on NUMA %u, CPUs %*pbl", node,
1156                   cpumask_pr_args(node_mask));
1157
1158         /* Get cpumask of available CPUs on preferred NUMA */
1159         cpumask_and(available_mask, hw_thread_mask, node_mask);
1160         cpumask_andnot(available_mask, available_mask, &set->used);
1161         hfi1_cdbg(PROC, "Available CPUs on NUMA %u: %*pbl", node,
1162                   cpumask_pr_args(available_mask));
1163
1164         /*
1165          * At first, we don't want to place processes on the same
1166          * CPUs as interrupt handlers. Then, CPUs running interrupt
1167          * handlers are used.
1168          *
1169          * 1) If diff is not empty, then there are CPUs not running
1170          *    non-interrupt handlers available, so diff gets copied
1171          *    over to available_mask.
1172          * 2) If diff is empty, then all CPUs not running interrupt
1173          *    handlers are taken, so available_mask contains all
1174          *    available CPUs running interrupt handlers.
1175          * 3) If available_mask is empty, then all CPUs on the
1176          *    preferred NUMA node are taken, so other NUMA nodes are
1177          *    used for process assignments using the same method as
1178          *    the preferred NUMA node.
1179          */
1180         cpumask_andnot(diff, available_mask, intrs_mask);
1181         if (!cpumask_empty(diff))
1182                 cpumask_copy(available_mask, diff);
1183
1184         /* If we don't have CPUs on the preferred node, use other NUMA nodes */
1185         if (cpumask_empty(available_mask)) {
1186                 cpumask_andnot(available_mask, hw_thread_mask, &set->used);
1187                 /* Excluding preferred NUMA cores */
1188                 cpumask_andnot(available_mask, available_mask, node_mask);
1189                 hfi1_cdbg(PROC,
1190                           "Preferred NUMA node cores are taken, cores available in other NUMA nodes: %*pbl",
1191                           cpumask_pr_args(available_mask));
1192
1193                 /*
1194                  * At first, we don't want to place processes on the same
1195                  * CPUs as interrupt handlers.
1196                  */
1197                 cpumask_andnot(diff, available_mask, intrs_mask);
1198                 if (!cpumask_empty(diff))
1199                         cpumask_copy(available_mask, diff);
1200         }
1201         hfi1_cdbg(PROC, "Possible CPUs for process: %*pbl",
1202                   cpumask_pr_args(available_mask));
1203
1204         cpu = cpumask_first(available_mask);
1205         if (cpu >= nr_cpu_ids) /* empty */
1206                 cpu = -1;
1207         else
1208                 cpumask_set_cpu(cpu, &set->used);
1209
1210         mutex_unlock(&affinity->lock);
1211         hfi1_cdbg(PROC, "Process assigned to CPU %d", cpu);
1212
1213         free_cpumask_var(intrs_mask);
1214 free_available_mask:
1215         free_cpumask_var(available_mask);
1216 free_hw_thread_mask:
1217         free_cpumask_var(hw_thread_mask);
1218 free_diff:
1219         free_cpumask_var(diff);
1220 done:
1221         return cpu;
1222 }
1223
1224 void hfi1_put_proc_affinity(int cpu)
1225 {
1226         struct hfi1_affinity_node_list *affinity = &node_affinity;
1227         struct cpu_mask_set *set = &affinity->proc;
1228
1229         if (cpu < 0)
1230                 return;
1231
1232         mutex_lock(&affinity->lock);
1233         cpu_mask_set_put(set, cpu);
1234         hfi1_cdbg(PROC, "Returning CPU %d for future process assignment", cpu);
1235         mutex_unlock(&affinity->lock);
1236 }